JPH10326686A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無負荷検出回路を備えた放電灯点灯装置にお
いて、無負荷での入力交流電源投入時に、無負荷検出が
働いてインバータ回路の発振停止を維持することによ
り、回路にかかるストレスを低減可能な放電灯点灯装置
を低コストで提供する。 【解決手段】 直流電圧Ｅを出力する直流電源回路１０
と、直流電圧Ｅを交流の高周波電圧に変換し放電灯Ｌａ
を含んでなる負荷回路４に供給するインバータ回路３
と、放電灯Ｌａの無負荷状態を検出してインバータ回路
３を制御する無負荷検出回路７とを備え、無負荷検出回
路７は、高周波成分をバイパスする高周波成分バイパス
回路８を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は放電灯点灯装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係る従来例の回路図を図５に示
す。

【０００３】本回路は、入力交流電源（以下、交流電源
と呼ぶ。）１と、整流器２と、整流器２の直流電圧出力
を直流電圧Ｅに変換する直流電源回路１０と、直流電圧
Ｅを交流の高周波電圧に変換し、放電灯Ｌａを含む負荷
回路４へとトランスＴ１を介して供給し、放電灯Ｌａを
点灯させるインバータ回路３と、インバータ回路３を制
御する制御回路５と、無負荷状態においてはインバータ
回路３の発振を停止する無負荷検出止回路７とから構成
される放電灯点灯装置である。

【０００４】負荷回路４は、トランスＴ１の２次巻線ｎ
２に直列接続された直流カット用コンデンサＣ３と、直
流カット用コンデンサＣ３を介してトランスＴ１の２次
巻線ｎ２の両端に接続された放電灯Ｌａと、放電灯Ｌａ
の非電源側端子間に並列接続された共振用コンデンサＣ
２とから構成される。

【０００５】無負荷検出回路７は、直流電源回路１０の
正の出力端子ａ及び放電灯Ｌａのフィラメントｆ１の電
源側端子ｃ間に接続された抵抗Ｒ３と、共振用コンデン
サＣ２の両端に接続された抵抗ＲＡ１と、放電灯Ｌａの
フィラメントｆ２の電源側端子ｄに一端を接続された抵
抗Ｒ２と、抵抗Ｒ２の他端及びグランド間に接続された
ツェナダイオードＺＤ１と、抵抗Ｒ２及びツェナダイオ
ードＺＤ１の接続点からダイオードＤ１を介してツェナ
ダイオードＺＤ１の両端に接続された直流検出用コンデ
ンサＣ１及び抵抗Ｒ１と、直流検出用コンデンサＣ１の
両端電圧を検出出力として制御回路５へ送信する検出部
１１とから構成される。なお、ダイオードＤ１と抵抗Ｒ
１と直流検出用コンデンサＣ１とで直流検出回路６を構
成する。

【０００６】インバータ回路３及び直流電源回路１０の
具体的な回路構成例を図６に示す。インバータ回路３
は、電解効果トランジスタ（以下、スイッチング素子と
呼ぶ。）Ｑ１、Ｑ２の直列回路から構成される、所謂ハ
ーフブリッジ式インバータ回路である。一方、直流電源
回路１０は、スイッチング素子Ｑ１の両端に接続され
た、インバータ回路電源用平滑コンデンサ（以下、平滑
コンデンサと呼ぶ。）Ｃ５及びチョッパー巻線Ｌ１及び
ダイオードＤ３からなる直列回路と、スイッチング素子
Ｑ２のソース側端子及びダイオードＤ３のアノード側端
子間に接続されたダイオードＤ４と、ダイオードＤ３の
カソード側及びスイッチング素子Ｑ２の両端に接続され
た、抵抗Ｒ４及び電解効果トランジスタ（以下、スイッ
チング素子と呼ぶ。）Ｑ３からなる直列回路と、スイッ
チング素子Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の直列
回路の両端に接続されたコンデンサＣ４とから構成され
る。スイッチング素子Ｑ３のゲート側端子には、制御回
路１３からの信号が送られる。抵抗Ｒ４及びスイッチン
グ素子Ｑ３からなる直列回路で突入電流防止回路１２を
構成し、平滑コンデンサＣ５、チョッパー巻線Ｌ１、ダ
イオードＤ３、スイッチング素子Ｑ２、コンデンサＣ
４、ダイオードＤ４で所謂チョッパー回路を構成する。
なお、直流電源回路１０の具体的な回路例として、上述
の様な所謂チョッパー回路を示したが他の構成の電源回
路であっても良い。

【０００７】以下、図５、図６に示す回路の回路動作に
ついて説明する。先ず、図６に基づいて直流電源回路１
０が立ち上がるまでを説明する。

【０００８】突入電流防止回路１１が無く平滑コンデン
サＣ５に電荷が無い状態で、電源が投入された場合、交
流電源１側から整流器２を介して流れ込む平滑コンデン
サＣ５の充電電流は、チョッパー巻線Ｌ１、ダイオード
Ｄ３を介してのスイッチング素子Ｑ２への突入電流とな
る。そこで検出部１１を設け、平滑コンデンサＣ５が所
定の電圧迄充電される間、タイマー機能にてスイッチン
グ素子Ｑ１、Ｑ２を一定期間発振停止状態、スイッチン
グ素子Ｑ１、Ｑ２が一定期間発振停止の間スイッチング
素子Ｑ３をオンにし、平滑コンデンサＣ５→チョッパー
巻線Ｌ１→ダイオードＤ３→抵抗Ｒ４→スイッチング素
子Ｑ３という経路で平滑コンデンサＣ５の充電電流を流
すことで、スイッチング素子Ｑ２への突入電流を防いで
いる。以後、タイマー機能によるスイッチング素子Ｑ
１、Ｑ２の発振停止時間をプリチャージ期間と呼ぶ。

【０００９】次に、図５に基づいて動作を説明する。放
電灯Ｌａのフィラメントｆ１、ｆ２の少なくとも一方を
取り外した無負荷状態で、電源が投入された場合、直流
電源回路１０→抵抗Ｒ３→直流カットコンデンサＣ３→
トランスＴ１の２次巻線ｎ２→抵抗Ｒ２→ダイオードＤ
１→直流検出用コンデンサＣ１の経路で直流カット用コ
ンデンサＣ３が充電されるまで電流が流れ、抵抗Ｒ１と
直流検出用コンデンサＣ１との時定数に基づいて直流検
出用コンデンサＣ１を充電する。直流カット用コンデン
サＣ３が充電されると、直流検出用コンデンサＣ１の充
電電荷は抵抗Ｒ１を介して放電される。また、ダイオー
ドＤ１は直流検出用コンデンサＣ１の放電阻止用として
作用する。そして、直流検出用コンデンサＣ１の両端電
圧と検出部１１の基準電圧とを比較し、直流検出用コン
デンサＣ１の両端電圧の電位が低けれぱ無負荷と判断
し、検出部１１の出力はロー（Ｌ）レベルとなり、制御
回路５を介してインバータ回路３のスイッチング素子Ｑ
１、Ｑ２を共にオフ状態とし、インバータ回路３の発振
停止を維持する。

【００１０】一方、放電灯のフィラメントｆ１、ｆ２共
に接続されている場合には、直流電源回路１０→抵抗Ｒ
３→直流カット用コンデンサＣ３とトランスＴ１の２次
巻線ｎ２との直列回路、及びフィラメントｆ１と共振用
コンデンサＣ２とフィラメントｆ２との直列回路→抵抗
Ｒ２→ダイオードＤ１→直流検出用コンデンサＣ１の経
路で電流が流れ、抵抗Ｒ１と直流検出用コンデンサＣ１
との時定数に基づいて直流検出用コンデンサＣ１を充電
する。直流カット用コンデンサＣ３と共振用コンデンサ
Ｃ２とが充電されると、直流電源回路１０→抵抗Ｒ３→
フィラメントｆ１→抵抗ＲＡ１→フィラメントｆ２→抵
抗Ｒ２→ダイオードＤ１→直流検出用コンデンサＣ１の
経路で電流が流れ、抵抗Ｒ１と直流検出用コンデンサＣ
１との時定数に基づいて直流検出用コンデンサＣ１を充
電する。そして、プリチャージ期間の終了時に直流検出
用コンデンサＣ１の両端電圧が検出部１１の基準電圧よ
り高ければ、放電灯Ｌａのフィラメントｆ１、ｆ２を正
常と判断し、検出部１１の出力はハイ（Ｈ）レベルとな
り、制御回路５を介しインバータ回路３のスイッチング
素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオンオフし、インバータ回路３
の発振が開始され、放電灯Ｌａのフィラメントｆ１、ｆ
２の予熱が開始される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、以下に示す様な問題点が生じてしまう。

【００１２】図７の動作波形図に示すように、無負荷状
態での交流電源１の投入時に、プリチャージ期間ＴＰ１
が、直流検出用コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１が無負
荷基準電圧レベルＶｏに達する時間ＴＣ１より短い場
合、無負荷にも関わらず検出部１１の出力はＨレベルと
なり、制御回路５を介してインバータ回路３のスイッチ
ング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオンオフし、インバータ回
路３の発振が開始され、トランスＴ１の２次巻線ｎ２側
に高周波電圧が発生し、直流検出用コンデンサＣ１には
ダイオードＤ１を介して流れる高周波電流による充電電
圧が発生する。その結果、検出部１１の出力はＨレベル
のままでインバータ回路３は発振を継続し、回路に大き
なストレスがかかってしまう、という問題点が生じてし
まう。

【００１３】本発明は、上記問題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、無負荷検出回路を
備えた放電灯点灯装置において、プリチャージ期間にイ
ンバータ回路を構成するスイッチング素子への突入電流
を防止可能であると共に、無負荷での入力交流電源投入
時に、即、無負荷検出が働いてインバータ回路の発振停
止を維持することにより、回路にかかるストレスを低減
可能な放電灯点灯装置を低コストで提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１記載の発明によれば、直流電圧を出力す
る直流電源と、直流電圧を交流の高周波電圧に変換し放
電灯を含んでなる負荷回路に供給するインバータ回路
と、放電灯の無負荷状態を検出してインバータ回路を制
御する無負荷検出回路とを備え、無負荷検出回路は、高
周波成分をフィルタリングする高周波成分フィルタ回路
を備えることを特徴とする。

【００１５】請求項２記載の発明によれば、高周波成分
フィルタ回路は、インバータ回路が発振開始するときに
動作することを特徴とする。

【００１６】請求項３記載の発明によれば、高周波成分
フィルタ回路は、高周波成分をバイパスする高周波成分
バイパス回路であることを特徴とする。

【００１７】請求項４記載の発明によれば、高周波成分
フィルタ回路は、高周波成分をカットする高周波成分カ
ット回路であることを特徴とする。

【００１８】請求項５記載の発明によれば、無負荷検出
回路は、直流成分を検出する直流検出回路を備えると共
に、直流検出回路の入力端に高周波成分バイパス回路を
並列接続したものであるとこを特徴とする。

【００１９】請求項６記載の発明によれば、無負荷検出
回路は、直流成分を検出する直流検出回路を備えると共
に、直流検出回路の入力端に高周波成分カット回路を直
列接続したものであるとこを特徴とする。

【００２０】請求項７記載の発明によれば、無負荷検出
回路は、放電灯の無負荷状態を検出してインバータ回路
の発振を停止するものであることを特徴とする。

【００２１】請求項８記載の発明によれば、直流電源の
投入時から一定期間は、インバータ回路の発振を停止す
る突入電流防止回路を設けたことを特徴とする。

【００２２】請求項９記載の発明によれば、直流電源の
投入時から無負荷状態を検出するまでの遅れ時間は、一
定期間以下であることを特徴とする。

【００２３】

【実施の形態】

（実施の形態１）本発明の第１の実施の形態に係る回路
図を図１に示す。

【００２４】図５に示した従来例と異なる点は、直流検
出回路６の前段に高周波に対して低インピーダンスとな
る高周波成分バイパス回路８を設けたことであり、その
他の従来例と同一構成には同一符号を付すことにより説
明を省略する。

【００２５】この様に構成することで、一瞬はインバー
タ回路３が発振しても直流検出用コンデンサＣ１への充
電がほとんど行なわれない様にすることができ、よっ
て、無負荷検出出力電圧レベルを基準電圧レベル以下に
落とし、確実に無負荷検出を働らかせインバータ回路３
の発振を停止することができ、無負荷での入力交流電源
投入時の、回路にかかるストレスを低減することができ
る。

【００２６】なお、本実施の形態では、高周波成分バイ
パス回路８として、ツェナダイオードＺＤ１の両端に並
列にコンデンサＣ６を接続することにより、その機能を
達成している。

【００２７】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態に係る回路図を図２に示す。

【００２８】図１に示した第１の実施の形態と異なる点
は、高周波成分バイパス回路８の代わりに、直流検出回
路６が直流成分のみの有無を判別しやすいように高周波
成分をカットする高周波成分カット回路９を設けたこと
であり、その他の第１の実施の形態と同一構成には同一
符号を付すことにより説明を省略する。

【００２９】この様に構成することで、上記第１の実施
の形態と同様に、無負荷での入力交流電源投入時の、回
路にかかるストレスを低減することができる。

【００３０】なお、本実施の形態では、高周波成分カッ
ト回路９は、直流検出回路６と直列に挿入されたインピ
ーダンス素子４とツェナダイオードＺＤ１との直列回路
にて構成されている。ここで、インピーダンス素子４と
しては、例えばインダクタ素子を用いてもよく、他の構
成でも構わない。

【００３１】（実施の形態３）本発明の第３の実施の形
態に係る回路図を図３に示す。

【００３２】図１に示した第１の実施の形態と異なる点
は、インバータ回路３の発振開始時のみ、高周波成分バ
イパス回路８が機能する様に構成したことであり、その
他の第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すこ
とにより説明を省略する。

【００３３】高周波成分バイパス回路８は、ツェナダイ
オードＺＤ１と、ツェナダイオードＺＤ１の一端に直列
接続されたコンデンサＣ６と、コンデンサＣ６を介して
ツェナダイオードＺＤ１の両端に接続されたダイオード
Ｄ６及びスイッチング素子Ｑ４とから構成され、インバ
ータ回路３が発振開始すると、トランスＴ１の２次巻線
ｎ４からの高周波電圧をダイオードＤ５を介しコンデン
サＣ７で平滑し、抵抗Ｒ５、Ｒ６を介してトランジスタ
Ｑ４をオンして、ツェナダイオードＺＤ１とコンデンサ
Ｃ６とを並列接続するものである。つまり、高周波成分
バイパス回路８はインバータ回路３が発振開始したとき
のみ機能するものである。

【００３４】なお、無負荷時に電源投入された場合、プ
リチャージ期間終了時に直流検出用コンデンサＣ１の充
電電圧が基準を超えていると、一瞬、インバータ回路３
が発振開始するが、スイッチング素子Ｑ４のオンにより
コンデンサＣ６による高周波バイバス回路８が動作する
ため、直流検出用コンデンサＣ１へは高周波成分による
充電が無くなり、上記第１の実施の形態と同様に、無負
荷での入力交流電源投入時の、回路にかかるストレスを
低減することができる。

【００３５】（実施の形態４）本発明の第４の実施の形
態に係る動作波形図を図４に示す。

【００３６】図５乃至図７に示した従来例と異なる点
は、図４（ｃ）に示す様に、プリチャージ時間ＴＰ２
は、直流検出用コンデンサＣ１が充電されてから抵抗Ｒ
１によって放電されて無負荷基準電圧レベルＶｏに達す
るまでの時間ＴＣ１よりも長くなる様に構成したことで
あり、その他の従来例と同一構成には同一符号を付すこ
とにより説明を省略する。なお、図４（ｂ）及び図７に
示す様に、従来例では、プリチャージ時間ＴＰ１は時間
ＴＣ１よりも短くなる様に構成されていた。

【００３７】つまり、無負荷で入力交流電源投入した場
合、プリチャージ時間ＴＰが時間ＴＣ１より短ければ、
無負荷検出出力はＨレベルとなってインバータ回路３の
発振が開始され、インバータ回路３に大きなストレスが
かかってしまうので、本実施の形態では、プリチャージ
時間ＴＰ２を時間ＴＣ１よりも長くすることで、確実に
無負荷を検出し、インバータ回路３にかかるストレスを
低減する。

【００３８】

【発明の効果】請求項１乃至請求項６記載の発明によれ
ば、無負荷検出回路を備えた放電灯点灯装置において、
無負荷での入力交流電源投入時に、即、無負荷検出が働
いて、回路にかかるストレスを低減可能な放電灯点灯装
置を低コストで提供できる。

【００３９】請求項７記載の発明によれば、無負荷検出
回路を備えた放電灯点灯装置において、無負荷での入力
交流電源投入時に、無負荷検出が働いてインバータ回路
の発振停止を維持することにより、回路にかかるストレ
スを低減可能な放電灯点灯装置を低コストで提供でき
る。

【００４０】請求項８または請求項９に記載の発明によ
れば、無負荷検出回路を備えた放電灯点灯装置におい
て、プリチャージ期間にインバータ回路を構成するスイ
ッチング素子への突入電流を防止可能であると共に、無
負荷での入力交流電源投入時に、即、無負荷検出が働い
てインバータ回路の発振停止を維持することにより、回
路にかかるストレスを低減可能な放電灯点灯装置を低コ
ストで提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の回路図を示
す。

【図２】本発明に係る第２の実施の形態の回路図を示
す。

【図３】本発明に係る第３の実施の形態の回路図を示
す。

【図４】本発明に係る第４の実施の形態の動作波形図を
示す。

【図５】本発明に係る従来例の回路図を示す。

【図６】上記従来例に係る別の回路図を示す。

【図７】上記従来例に係る動作波形図を示す。

【符号の説明】

３ インバータ回路 ４ 負荷回路 ６ 直流検出回路 ７ 無負荷検出回路 ８ 高周波成分バイパス回路 ９ 高周波成分カット回路 １２ 突入電流防止回路 Ｌａ 放電灯

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電圧を出力する直流電源と、前記直
   流電圧を交流の高周波電圧に変換し放電灯を含んでなる
   負荷回路に供給するインバータ回路と、前記放電灯の無
   負荷状態を検出して前記インバータ回路を制御する無負
   荷検出回路とを備える放電灯点灯装置において、 前記無負荷検出回路は、高周波成分をフィルタリングす
   る高周波成分フィルタ回路を備えることを特徴とする放
   電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記高周波成分フィルタ回路は、前記イ
   ンバータ回路が発振開始するときに動作することを特徴
   とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 前記高周波成分フィルタ回路は、高周波
   成分をバイパスする高周波成分バイパス回路であること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の放電灯点
   灯装置。
4. 【請求項４】 前記高周波成分フィルタ回路は、高周波
   成分をカットする高周波成分カット回路であることを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の放電灯点灯装
   置。
5. 【請求項５】 前記無負荷検出回路は、直流成分を検出
   する直流検出回路を備えると共に、前記直流検出回路の
   入力端に前記高周波成分バイパス回路を並列接続したも
   のであるとこを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装
   置。
6. 【請求項６】 前記無負荷検出回路は、直流成分を検出
   する直流検出回路を備えると共に、前記直流検出回路の
   入力端に前記高周波成分カット回路を直列接続したもの
   であるとこを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装
   置。
7. 【請求項７】 前記無負荷検出回路は、前記放電灯の無
   負荷状態を検出して前記インバータ回路の発振を停止す
   るものであることを特徴とする請求項１乃至請求項６の
   いずれかに記載の放電灯点灯装置。
8. 【請求項８】 前記直流電源の投入時から一定期間は、
   前記インバータ回路の発振を停止する突入電流防止回路
   を設けたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装
   置。
9. 【請求項９】 前記直流電源の投入時から無負荷状態を
   検出するまでの遅れ時間は、前記一定期間以下であるこ
   とを特徴とする請求項８記載の放電灯点灯装置。