JPH10208892A - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
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- JPH10208892A JPH10208892A JP9014367A JP1436797A JPH10208892A JP H10208892 A JPH10208892 A JP H10208892A JP 9014367 A JP9014367 A JP 9014367A JP 1436797 A JP1436797 A JP 1436797A JP H10208892 A JPH10208892 A JP H10208892A
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
時の動作をしても、そのランプ寿命検出手段の出力信号
は異常を出力し続けるようにした放電灯点灯装置を提供
し、これにより、ランプ寿命末期に点灯装置が出力をよ
り低下させて、フィラメント損失の低減、フィラメント
近傍の管壁温度抑制を可能とする。 【解決手段】複数の放電灯l1 ,…,lnを点灯させ、
放電灯l1 ,…,lnの寿命末期を検出する検出手段4
を備え、前記検出手段4の出力を受けて、出力を抑制す
る放電灯点灯装置において、寿命末期検出信号を矩形波
とした。
Description
灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
命末期時に点灯装置の出力を抑制あるいは停止するなど
して、点灯装置の保護が図られている。これは、放電灯
のフィラメントに塗布してあるエミッタ(熱電子放射物
質)が飛散し、寿命末期となると、その放電灯が半波放
電状態となり、点灯装置を構成する回路内のスイッチン
グ部品に異常電流が流れたり、異常発熱を生じたり、放
電灯点灯装置の破損を招く恐れがあるためである。しか
しながら、出力を停止した場合、照明器具としての性能
を十分に満足できないという問題があり、出力を抑制す
ることにより、正常ランプは点灯を維持させつつ、寿命
末期ランプを立ち消えさせる点灯装置がある。このよう
な点灯装置について以下に説明する。
ンバータの負荷回路としてLC共振回路を備える放電灯
点灯装置におけるインバータの発振周波数と放電灯の両
端印加電圧との関係を図14に示す。LC共振回路は、
図15の等価回路に示すように、放電灯lnに並列接続
されたコンデンサC9nと放電灯lnに直列接続されたイ
ンダクタLnで構成され、直流カット用のコンデンサC
o(≫Cn)はLC共振には殆ど関与しない。図14の
発振周波数f0 はLC共振回路の固有振動周波数、f1
は正常な放電灯の特性を満足する周波数、f2 は寿命と
なった放電灯が立ち消えする周波数、f3 ’は寿命とな
った放電灯が再点灯する周波数、f3 は寿命となった放
電灯がちらつきなく点灯維持できる周波数、f4 は正常
な放電灯が立ち消えする周波数、f5 は正常な放電灯の
始動電圧を得るための周波数であり、V1 〜V5 、
V3 ’は前記それぞれの周波数f1 〜f5 、f3 ’に対
する放電灯の両端印加電圧を示す。
f5 を通過した後、f1 の周波数にてインバータ動作す
ることにより、正常点灯している。ここで、放電灯が寿
命となったとき、図13のランプ寿命検出手段4にて検
出し、出力調整手段5に信号が伝達される。その信号を
受けると、インバータ3の動作周波数fをf2 <f<f
4 にて動作するよう制御し、一定時間経過後、f3 ’<
f<f3 なる周波数で動作させることにより、寿命ラン
プを消灯させ、正常ランプを点灯させることができ、ラ
ンプの異常を明確に表示し、光出力の低下やちらつきを
生じることなく点灯維持できる。
示す。インバータ3は商用電源1を整流器DBと平滑コ
ンデンサC2 にて整流平滑し、スイッチング素子Q2 ,
Q3を交互にオン・オフさせることにより高周波電流を
出力している。スイッチング素子Q2 ,Q3 は出力調整
手段としての制御回路部5にて制御されている。また、
制御回路部5には、コンパレータCP1 より成るランプ
寿命検出部4からの信号Cが入力される。ランプ寿命検
出部4は、各放電灯l1 ,…,lnの両端に接続され、
放電灯l1 ,…,lnが寿命となったことを検出する個
別異常検出部K 1 ,…,Knと、それぞれの個別異常検
出部K1 ,…,Knの出力Vk1 ,…,Vknを基準電
圧Voと比較して放電灯l1 ,…,lnに異常があるこ
とを判別するコンパレータCP1 を設け、これら個別異
常検出部K1 ,…,KnとコンパレータCP1 とで構成
されている。ここで、個別異常検出部K1 ,…,Knの
出力Vk1 ,…,VknはダイオードD11,…,D1nで
オア構成して、コンパレータCP1 に入力してある。ま
た、コンパレータCP1 の基準電圧Voは放電灯lが正
常か否かを判断するレベルに設定してある。制御回路部
5は、PWM制御IC6(例えば、μPC494、NE
C製など)、タイマーIC7、アンドゲートA1 、
A2 、反転ゲートI1 、I2 、トランジスタQ11〜Q13
で構成している。ここで、タイマーIC7は交流電源1
が投入されて制御電源Vccが立ち上がった時点から、
抵抗R71、コンデンサC72で決まる期間Taの間、”H
igh”レベルとなる信号Aを作成する(図17
(a))、コンパレータCP1 は個別異常検出部K1 ,
…,Knの出力Vk1 ,…,Vknが基準電圧Vo以上
に上昇したとき、出力が”High”レベルとなる(図
17(c))。このコンパレータCP1 の出力を信号C
としている。
D,Eを作成している。ここで、信号Dは図17(d)
に示すように、信号Aが立ち下がった時点から信号Cが
立ち上がる時点まで”High”レベルとなる信号で、
信号Eは図17(e)に示すように信号Aの立ち下がり
後、信号Cが”High”レベルである期間”Hig
h”レベルとなる信号である。そして、トランジスタQ
11〜Q13はそれぞれの信号A,D〜Eでオンし、コンデ
ンサCdの両端に抵抗R51〜R53を接続することによ
り、インバータ3の発振周波数を可変するようにしてい
る。トランジスタQ11がオンで、放電灯l1 ,…,ln
の先行予熱を行う周波数となり、トランジスタQ12がオ
ンで放電灯l1 ,…,lnの正規の特性を得る点灯周波
数、トランジスタQ13がオンで放電灯l1 ,…,lnの
中で寿命となったものが立ち消えする周波数(図14で
f2 <f<f4 )となる。
ば、先行予熱の後、正常点灯を維持する。ここで、放電
灯l1 ,…,lnのいずれかが寿命となると、その放電
灯li(i=1,…,n)の両端電圧が上昇するため、
個別異常検出部Kiの出力Vkiも上昇し、コンパレー
タCP1 の基準電圧Voを越え、信号Cが”High”
レベルとなり、周波数はf2 <f<f4 にて動作する。
な欠点がある。寿命末期ランプのフィラメント損失の低
減あるいはフィラメント近傍の管壁温度の抑制のため、
点灯装置の出力を下げると、ランプ両端電圧も下がるた
め、個別異常検出部の出力Vkも低くなる。そのため、
コンパレータCP1 の基準電圧Voより下回って寿命末
期時の動作を保持できなくなる。したがって、寿命末期
時の点灯装置の出力の低下の度合いは、寿命末期検出信
号の保持できるレベルに合わせる必要があるという問題
があった。
パレータCP1 の出力に図18のような回路を付加する
ことができる。これは信号Cを信号C’に変換するもの
である。通常時においてコンパレータCP1 の出力信号
Cは”Low”レベルであり、このとき、反転ゲートI
3の出力信号Fは”High”レベルである。したがっ
て、トランジスタQ7 はオフ、トランジスタQ6 もオフ
であり、信号C’は”Low”レベルである。ここで、
コンパレータCP1 の出力信号Cが”High”レベル
になると、反転ゲートI3 の出力信号Fが”Low”レ
ベルとなり、トランジスタQ7 がオン、トランジスタQ
6 もオンとなり、信号C’は”High”レベルとな
る。この信号C’を受けて、インバータ出力を低下さ
せ、コンパレータCP1 の出力信号Cが”Low”レベ
ルとなっても、トランジスタQ6 がオンしているため、
信号Fは”Low”レベルのままで、信号C’も”Hi
gh”レベルを保持し続ける。この動作を図19に示
す。つまり、ランプ寿命末期時にインバータ出力を低下
させ、個別異常検出部の出力VkがコンパレータCP1
の基準電圧Voより低くなってランプ寿命検出部4の出
力信号Cが反転しても、インバータ動作は、寿命末期時
の動作を維持する。すなわち、トランジスタQ6 により
ラッチ機能が付加されているものである。なお、トラン
ジスタQ8 は寿命末期とランプ点灯開始時の区別をする
ために設けている。
た場合、寿命末期にランプを外したときも、インバータ
出力は低下したままであり、通常動作に復帰させるに
は、電源リセットを必要としたり、別にランプ脱着検出
等の回路を設ける必要があるなどの不都合があるため、
インバータ出力を低下させても異常検出部の信号が反転
せず、ランプの異常を監視しながら出力信号にて異常を
示し続けるといった手段が望まれていた。
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、ランプの寿命末期に点灯装置がランプ寿命末期時の
動作をしても、そのランプ寿命検出手段の出力信号は異
常を出力し続けるようにした放電灯点灯装置を提供し、
これにより、ランプ寿命末期に点灯装置が出力をより低
下させて、フィラメント損失の低減、フィラメント近傍
の管壁温度抑制を可能とすることにある。
課題を解決するために、図1に示すように、複数の放電
灯l1 ,…,lnを点灯させ、放電灯l1 ,…,lnの
寿命末期を検出する検出手段4を備え、前記検出手段4
の出力を受けて、出力を抑制する放電灯点灯装置におい
て、寿命末期検出信号を矩形波としたことを特徴とする
ものである。すなわち、図16の回路では、インバータ
の出力を低下させたときに、その出力低下に応じて個別
異常検出部の出力Vkの電圧が低くなり、インバータの
出力の低下限度が決められてしまうので、本発明では、
ランプ寿命末期にインバータの出力を低下させる際に、
図10のようにパルス状にするものである。これによ
り、個別異常検出部の出力Vkは図10のようになり、
基準電圧Vo以上を保持することができる。そして、図
10において、個別異常検出部の出力Vkの期間t2に
おける低下は、パルスの周期(t1 +t2 )、デューテ
ィt1 /(t1 +t2)と異常検出部K1 ,…,Knの
コンデンサCk1 ,…,Cknの値によって定めること
ができる。
路図を示す。この回路では、商用電源1を受けて直流電
源に変換する整流回路2と、その後段に直流電源を高周
波電源に変換する高周波点灯回路3が接続されている。
そして、高周波点灯回路3の後段に、直流カット用コン
デンサC0n、限流用インダクタLn、放電灯ln、予熱
用コンデンサC9nからなる負荷が複数接続されており、
個々のランプ電圧により、ランプ寿命末期を検出するラ
ンプ寿命検出部4を有している。インダクタLnとコン
デンサC9nは、直列共振回路を形成している。
整流器DBは商用電源1を全波整流しており、インダク
タL10、スイッチング素子Q1 、ダイオードD1 、平滑
コンデンサC2 によって昇圧チョッパー回路を構成して
いる。スイッチング素子Q1は力率改善用のIC1(例
えば、MC33262、モトローラ社)により制御され
ている。抵抗R6 ,R7 とコンデンサC4 により全波整
流波形をモニターしており、インダクタL10の2次巻線
に接続された抵抗R5 によってゼロ電流を検出し、スイ
ッチング素子Q1 のオンのタイミングを決定している。
また、抵抗R3,R4 で出力電圧をモニターし、出力が
一定電圧となるよう、スイッチング素子Q1 を制御して
いる。スイッチング素子Q1 に流れる電流は抵抗R2 に
より検出している。以上の構成により、入力された商用
電源1をこの整流回路2で直流電圧に変換している。ま
た、抵抗R1 とツェナダイオードZD1 、コンデンサC
5により制御部の電源電圧Vccを得ている。
図3に示す。高周波点灯回路の入力端には、2個のスイ
ッチング素子Q2 ,Q3 が直列に接続されてハーフブリ
ッジ構成となっており、これらが交互にオン、オフを繰
り返して、負荷に接続されるランプを高周波点灯させる
ものである。図3のIC2は、ハーフブリッジインバー
タ用のドライバーIC(例えば、IR社製のIR211
1)であり、制御部9より1つの入力信号S2 を受け
て、スイッチング素子Q2 ,Q3 を交互にオン・オフす
るように制御するものである。
を図4に示す。この構成では、ランプl1 ,…,lnの
両端電圧を抵抗R51,R61,…,R5N,R6nで分圧し、
その電圧がダイオードD61,…,D6nを介してコンデン
サC8 に充電されて、信号S 4 が得られる。ここで、ラ
ンプが寿命末期となると、そのランプの両端電圧が上昇
するため、信号S4 は図6の実線のようになり、破線で
示した基準電圧を越える。このとき、ダイオードD61〜
D6nがオア回路の構成でコンデンサC8 に接続されてい
るため、ランプl1 ,…,lnのうち、どれが寿命末期
になっても、あるいは複数のランプが同時に寿命末期と
なっても、信号S4 は図6の実線のようになる。
5に示すパルス発生回路のコンパレータIC5の+側に
入力されている。コンパレータIC5の−側には、制御
部の電源電圧Vccを抵抗R9 ,R10にて分圧した電圧
値が入力されている。このコンパレータIC5の出力S
5 は、ランプ寿命末期に図6のように”Low”レベル
から”High”レベルに立ち上がる。一方、コンパレ
ータIC4の−側入力端子は、抵抗R15を介して制御部
の電源電圧Vccと接続されており、また、抵抗R13,
R14を介してグランドと接続されており、コンパレータ
IC5の出力信号S5 は抵抗R13,R14と接続されてい
るため、コンパレータIC5の出力信号S5 が”Lo
w”レベルから”High”レベルに立ち上がると、コ
ンパレータIC4の−側入力端子は、図6のように変化
する。また、コンパレータIC4の+側入力端子は整流
器DBの出力端の電圧VDBを抵抗R11,R12で分圧した
電位であり、図6のように変化する。つまり、ランプ寿
命検出部4の出力信号S4 の電位が上昇すると、コンパ
レータIC4の出力信号S3 は、図6のように、パルス
波形の出力を開始する。
路構成を図7に示し、その動作について説明する。図
中、IC3は汎用の制御用IC(例えば、NEC製のμ
PC494など)である。これは、外付けのコンデンサ
の接続端子Ctと外付けの抵抗の接続端子Rtを有して
おり、これらの時定数により出力信号S1 の周波数を決
定している。コンデンサの接続端子Ctに接続されたコ
ンデンサC30は固定であるので、外付け抵抗の接続端子
Rtに接続された抵抗値により発振周波数が決定され
る。具体的には、この外付け抵抗の接続端子Rtからの
出力電流が大きいと、発振周波数は高くなる。txは動
作開始後の一定期間のみ”High”レベルとなるタイ
マー信号であり、例えば、図8のようなタイマー回路で
作り出される。電源投入後、制御部の電源電圧Vccが
立ち上がると、はじめはコンデンサC 20の電圧が低いの
で、コンパレータCP2 の出力は”High”レベルで
あり、その後、抵抗R20を介してコンデンサC20が充電
され、一定時間後に、抵抗R21,R22で分圧された基準
電圧を越えると、コンパレータCP2 の出力は”Lo
w”レベルとなる。
タイマー信号txが”High”レベルのときは、トラ
ンジスタQ36、Q35がオンとなり、コンデンサC32が充
電される。このとき、タイマー信号txによりトランジ
スタQ34がオンのため、トランジスタQ32,Q33はオフ
であり、また、タイマー信号txによりトランジスタQ
31がオンのため、発振用のIC3における外付け抵抗の
接続端子Rtからの出力電流は、抵抗R33,R34で決定
される。タイマー信号txが”Low”レベルとなる
と、トランジスタQ31はオフとなるので、抵抗R33は切
り離される。また、トランジスタQ34、Q35、Q36はオ
フとなり、コンデンサC32は抵抗R37を介して放電を始
めるため、発振用のIC3における外付け抵抗の接続端
子Rtからの電流は、抵抗R34とトランジスタQ32の抵
抗で決定される。トランジスタQ32の抵抗は、コンデン
サC32と抵抗R37の時定数で変化して行き、徐々に高く
なるので、発振周波数は図9のように徐々に低下して行
く。そして、通常点灯状態となる。
あり、通常点灯時において、調光信号S2 に”Hig
h”レベルを入力すると、発振周波数は通常点灯用の抵
抗R34と、調光用の抵抗R44及びR49にて決定される。
つまり、通常点灯時に比べて発振周波数が高くなり、イ
ンバータの出力は小さくなり、調光点灯状態となる。次
に、ランプが寿命末期となると、図6に示すように、信
号S5 に”High”レベル、信号S3 にパルスが発生
するため、調光信号S2 にかかわらず、減光用のトラン
ジスタQ38はオンとなる。また、信号S3 がパルス信号
のため、トランジスタQ37はオン、オフを繰り返す。ト
ランジスタQ37がオフのときには、発振周波数は通常点
灯用の抵抗R34、調光用の抵抗R44とR49で決定される
ため、調光時周波数と同じであり、トランジスタQ37が
オンのときには、抵抗R34とR 44で発振周波数が決定さ
れ、この周波数は、調光時周波数よりも高くなる。した
がって、時間経過と発振周波数の関係は図9のようにな
る。これは、調光信号S 2 が”Low”レベルの場合で
あり、調光信号S2 が”High”レベルとなると、通
常時の周波数は調光時周波数となる。
となると、図1の高周波点灯回路3の出力はパルス状と
なる。パルス状出力の一方の出力状態での周波数は調光
時周波数であり、正常ランプが点灯維持できる周波数で
ある。また、もう一方の出力状態での周波数は、それ以
上の高い周波数であるから、各ランプl1 ,…,lnの
寿命検出を行うダイオードD61,…,D6nのアノード電
圧は矩形波(図6の信号S1n参照)となっており、それ
ぞれのオアをとって、コンデンサC8 にて平滑している
ため、ランプ寿命検出部4から出力される信号S4 は、
図6の実線に示すようになり、破線で示した基準電圧を
下回ることはない。したがって、ランプ寿命末期に点灯
装置からの出力を低下させても、検出信号S5 は”Hi
gh”レベルを保持し続けることが可能となる。また、
図7において、トランジスタQ37のベース・エミッタ間
にコンデンサC33を並列的に接続することにより、周波
数の変化を連続的にすることもできる。
放電灯l1 ,…,lnが20W直管の蛍光灯である場合
に、ランプ寿命検出部4の各定数は、図4において、コ
ンデンサC51〜C5nは470pF、抵抗R51〜R5nは2
00KΩ、抵抗R61〜R6nは5KΩとする。また、抵抗
R8 は470KΩ、コンデンサC8 は1μFとする。整
流回路(図2)の出力電圧は180V、高周波点灯回路
(図3)の動作周波数は、図9の縦軸に示すような周波
数になるように、図7の回路を設計し、図1のコンデン
サC0n、インダクタLn、コンデンサC9nをそれぞれ
0.22μF、650μH、8200pFとして、図1
0に示すランプ両端電圧V1 ,V2 の高/低の各出力期
間をt1 ≒t2 とすることにより、安定な動作を得るこ
とができる。図10において、Vkは個別異常検出部の
出力、Voは基準電圧である。
する。上述の第1の実施例と異なるのは、制御部の構成
を図7から図11のように変更する点と、図2の破線で
囲んだ電圧検出部を図12のように変更する点である。
図11に示す制御部では、図7に示した制御部と比べる
と、発振用のIC3の外付け抵抗の接続端子Rtから抵
抗R44、R49等の調光部の回路が無い。したがって、電
源投入時から正常点灯までの制御は第1の実施例と同様
であり、ランプ寿命末期には動作周波数を変化させな
い。
の回路は、図2の破線で囲んだ電圧検出部の抵抗R4 と
直列に抵抗R17を挿入し、この抵抗R17をトランジスタ
Q4により短絡したり開放したりすることにより、チョ
ッパー制御用のIC1によるモニター電圧を切り替える
ものである。すなわち、チョッパー制御用のIC1に
は、トランジスタQ4 がオンのときは抵抗R3 ,R4 で
分圧された電圧が入力され、トランジスタQ4 がオフの
ときには抵抗R3 、R4 、R17で分圧された電圧が入力
される。したがって、トランジスタQ4 がオフのとき
に、チョッパー制御用のIC1に入力される電位は高く
なるため、チョッパー部(整流回路)の出力電圧が低く
なる。いま、ランプが寿命末期となると、図12の信号
S3 にパルス信号が入力されるため、トランジスタQ5
がオン・オフされて、それに伴って、トランジスタQ4
がオフ・オンされる。したがって、ランプ寿命末期に
は、整流回路2の出力電圧が周期的に低くなり、その結
果、図1の高周波点灯回路3の出力はパルス状となり、
各ランプの寿命検出信号であるダイオードD61,…,D
6nのアノード電圧は矩形波(図6の信号S1n参照)とな
っており、それぞれのオアをとって、コンデンサC8 に
て平滑しているため、ランプ寿命検出部4から出力され
る信号S4 は図6の実線のようになり、破線で示した基
準電圧を下回ることはなく、図6の信号S5 のよう
に、”High”レベルを保持し続けることができる。
そのため、出力を低下させた動作を継続することができ
る。
電灯点灯装置において、いずれかのランプが寿命末期と
なった際に、点灯装置の出力をパルス状にすることによ
り、ランプ寿命検出手段の異常を示す信号を保持するこ
とが容易になる。したがって、より出力を低下させて、
フィラメント損失の低減、フィラメント近傍の管壁温度
の抑制を図ることができる。
である。
る。
図である。
路図である。
図である。
る。
である。
す説明図である。
る。
路図である。
図である。
図である。
回路図である。
路の回路図である。
路の動作説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の放電灯を点灯させ、放電灯の寿
命末期を検出する検出手段を備え、前記検出手段の出力
を受けて、出力を抑制する放電灯点灯装置において、寿
命末期検出信号を矩形波としたことを特徴とする放電灯
点灯装置。 - 【請求項2】 前記矩形波の寿命末期検出信号をコン
デンサによって平滑して制御部に伝達することを特徴と
する請求項1記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項3】 前記矩形波の周波数を商用電源の周波
数と同期させたことを特徴とする請求項1又は2記載の
放電灯点灯装置。 - 【請求項4】 前記寿命末期検出信号が矩形波となる
ように放電灯寿命末期時に放電灯点灯装置の出力をパル
ス状としたことを特徴とする請求項1又は2又は3記載
の放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01436797A JP3840724B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01436797A JP3840724B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 放電灯点灯装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10208892A true JPH10208892A (ja) | 1998-08-07 |
JP3840724B2 JP3840724B2 (ja) | 2006-11-01 |
Family
ID=11859090
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP01436797A Expired - Fee Related JP3840724B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 放電灯点灯装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3840724B2 (ja) |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP01436797A patent/JP3840724B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3840724B2 (ja) | 2006-11-01 |
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