JPH11111476A - 放電灯点灯装置及び照明装置 - Google Patents

放電灯点灯装置及び照明装置

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JPH11111476A
JPH11111476A JP26756597A JP26756597A JPH11111476A JP H11111476 A JPH11111476 A JP H11111476A JP 26756597 A JP26756597 A JP 26756597A JP 26756597 A JP26756597 A JP 26756597A JP H11111476 A JPH11111476 A JP H11111476A
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JP
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discharge lamp
lighting
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Kazuyuki Uratani
和幸 浦谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】寿命末期検出と始動不良とによるインバータ回
路の保護機能を部品点数か少ない状態で安価に構成でき
るようにする。 【解決手段】LC共振回路23中の直流カットコンデン
サC11の両端電圧に基づき、放電灯24の寿命末期を
検出する寿命末期検出手段30と、放電灯の点灯を検出
する点灯検出手段31とを構成することにより、これら
の検出手段30,31を共用させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放電灯点灯装置及び照
明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、放電灯を点灯させるための点灯装
置としては、スイツチング素子の発振動作に基づき放電
灯に高周波電力を供給して放電灯を点灯させるインバー
タ回路を用いたものが多い。この場合、放電灯をコール
ドスタートさせるとフィラメント電極を損傷してしまう
ので、子熟用コンデンサを備え、フィラメント電極を予
熟した後で高い2次電圧を印加することにより始動点灯
させるようにしている。
【0003】こ こに、放電灯が始動点灯しない状態で
いつまでも高い2次電圧が印加され続けると、危険であ
るので、点灯検出手段を備え、その始動が検出されたら
インバータの発振動作を制御させるようにしたものが開
発されている。
【0004】ところで、放電灯はその寿命末期時には半
被放電状態となり易く、放電灯の端部の温度が過度に上
昇する等の危険や、インバータ回路が発振異常を起こす
等の危険があるので、寿命末期時においてインバータ回
路を通常通り発振動作させて点灯を維持させることは好
ましくない。そこで、通常は例えばランプ電圧又はラン
プ電流の半被放電を検出する寿命末期検出手段を備え、
この寿命末期検出手段により寿命末期が検出された場合
には、ランプ交換が行われるまで、インバータ回路の発
振動作を停止させることにより安全性を確保するように
したものもある。
【0005】この場合、インバータ回路と放電灯との間
に接続されるLC共振回路中の直流カットコンデンサを
利用して寿命末期検出手段を構成したものがある。
【0006】図3は寿命末期検出手段及び点灯検出手段
を備えた従来の放電灯点灯装置を示す概略回路図であ
る。図において、直流電源1にはインバータ回路2及び
LC共振回路3を介して放電灯4か接続されている。イ
ンバータ回路2は駆動制御回路5により発振動作が制御
される一対のスイツチング素子6,7等を備えて構成さ
れている。LC共振回路3は誘導性バラストL1と直流
カットコンデンサC1とにより構成されている。また、
放電灯4のフィラメント電極4a,4b間には予熱用コ
ンデンサC2が接続されている。
【0007】直流カットコンデンサC1Iの両端間には
抵抗R1,R2が並列に接続され、これらの抵抗R1、
R2の両端間にはダイオードD1、D2による半波整流
回路8が接続され、これらの2つの抵抗R1、R2の接
続中点とダイオードD1,D2の接続中点との問には平
滑用の検出コンデンサC3が接続されることにより、寿
命末期検出手段9が構成されている。検出コンデンサC
3の両端から引出された検出端子10から検出信号が得
られる。これにより、放電灯4が寿命末期に至り、半波
放電状態を生ずると、直流カットコンデンサC2には交
流分が流れ直流分は抵抗R1、R2に流れる。これによ
り発生した抵抗R1、R2の電圧をダイオードD1、D
2で全波整流して検出コンデンサC3にて検出する。こ
の検出電圧が一定レベル以上となると検出出力を生ずる
ため、寿命末期に至ったと判断される。この寿命末期検
出信号は検出端子10から駆動制御回路5に与えられ、
インバータ回路2の発振動作が停止または低減される。
【0008】一方、誘導性バラストL1の放電灯4側端
子と、抵抗R1、R2の接続中点との間には、分圧コン
デンサC4、C5が接続され、これらの分圧コンデンサ
C4、C5の接続中点と抵抗R1、R2との接続中点と
の間にはダイオードD3、D4による半波整流回路11
が接続され、その出力側には検出コンデンサC3及び検
出端子10が接続されて点灯検出手段12が構成されて
いる。よって、検出端子10からは寿命末期が検出され
た場合にも放電灯の点灯が検出された場合にも検出信号
か得られる。即ち、放電灯4が点灯しないまま高い2次
電圧が放電灯4のフィラメント電極4a、4b間に印加
され続けると、分圧コンデンサC4、C5及び抵抗R2
の両端間にも高い電圧が印加されて分圧コンデンサC
4,C5が充電され、半波整流回路11及び検出端子1
0を経て一定電圧以上の高い電圧が検出される。これに
より、放電灯4の点灯不良が検出され、駆動制御回路5
によってインバータ回路2の発振動作が停止または低減
される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来にあっ
ては、同じ検出端子10からの検出出力により寿命末期
検出と点灯検出とを行っており、共用部分を有するもの
の、寿命末期検出手段9と点灯検出手段12とが別個の
回路として構成されており、部品点数が多くなってい
る。
【0010】そこで、本発明は、寿命末期検出と点灯検
出とによるインバータ回路の保護機能を部品点数が少な
い状態で安価に構成できる放電灯点灯装置およびこれを
用いた照明装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の放
電灯点灯装置は、放電灯と;スイツチング素子の発振動
作に基づき放電灯に交流電力を供給して点灯させるイン
バータ回路と;直流カットコンデンサを有して、インバ
ータ回路と放電灯との問に接続されたLC共振回路と;
直流カットコンデンサの両端電圧に基づき放電灯の寿命
末期を検出する寿命末期検出手段と;直流カットコンデ
ンサの両端電圧に基づき放電灯の点灯開始を検出する点
灯検出手段と;寿命末期検出手段や点灯検出手段の検出
出力に基づきインバータ回路の発振動作を制御する駆動
制御回路と;を備えたことを特徴とする。
【0012】請求項2記載の発明の放電灯点灯装置は、
寿命末期検出手段と点灯検出手段とが、直流カットコン
デンサの両端間に接続された2つの抵抗と、これらの抵
抗の両端間に接続された半波整流回路と、2つの抵抗の
接続中点と半波整流回路の接続中点との問に接続された
検出コンデンサとによる兼用回路である;ことを特徴と
するものである。
【0013】請求項3記載の発明の放電灯点灯装置は、
請求項1または2記載の発明において、LC共振回路が
その点灯時共振周波数をfl、始動時共振周波数をf
2、直流カットコンデンサの点灯時電流をI1、始動時
電流をI2としたとき、共振周波数と電流との関係が、
flI2/f2I1≧1.5を満足するように設定され
ていることを特徴とする。
【0014】請求項4記載の照明装置は、請求項1乃至
3のいずれか一記載の放電灯点灯装置と;この放電灯点
灯装置が実装される器具本体と;を備えたことを特徴と
するものである。
【0015】上記各請求項記載の発明において、インバ
ータ回路中のスイツチング素子としては、トランジスタ
類が用いられるが、通常のトランジスタやFET(電界
効果型トランジスタ)等でよい。インバータ回路自体の
構成も、特に問われるものでなく、周知の構成によるも
のでよく、例えば、ハーフフリッジ型の高周波インバー
タ回路等を用いればよい。
【0016】請求項1記載の発明においては、インバー
タ回路と放電灯との間に接続されたLC共振回路中の直
流カットコンデンサの両端電圧に基づき寿命末期検出手
段や点灯検出手段によって放電灯の寿命末期や放電灯始
動不良が検出され、駆動制御回路を介してインバータ回
路の発振動作が制御される。何れも直流カットコンデン
サの両端電圧に基づく検出であり、寿命末期検出手段と
点灯検出手段との構成が共用化される。
【0017】請求項2記載の発明においては、放電灯か
寿命末期に至り、半彼放電状態になると、直流カットコ
ンデンサには交流分が流れ直流分は抵抗に流れる。これ
により発生した抵抗の電圧をダイオードで全彼整流して
検出コンデンサC3にて検出する。この検出レベルが一
定レベル以上となる検出出力を生ずるため、寿命末期に
至ったと判断される。一方、放電灯の始動時に放電灯が
始動しなかった場合には直流カットコンデンサの両端間
に接続されている2つの抵抗間に始動用の高い2次電圧
に応じた電圧が出現するので、点灯検出手段の半彼整流
回路及び検出コンデンサを経て過電圧が検出される。
【0018】請求項3記載の発明においては、LC共振
回路の直流カットコンデンサに関して、点灯時と始動時
とで共振周波数と電流との関係か特定の関係に設定され
ているので、寿命末期検出手段と点灯検出手段とが共用
化された構成においても、確実に寿命末期と放電灯の点
灯不良とが検出される。
【0019】請求項4記載の発明においては、請求項1
乃至3記載の発明の放電灯点灯装置を用いているので、
寿命末期や始動不良に対するインバータ回路の保護が確
保された安全性の高い照明装置となる。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の放電灯点灯装置の第一の
実施の形態を図1に基づいて説明する。
【0021】図1は放電灯点灯装置を示す概略回路図で
ある。直流電源21にはインバータ回路22及びLC共
振回路23を介して例えば蛍光ランプ等の放電灯24が
接続されている。インバータ回路22としては、例え
ば、一対のスイツチング素子25,26を備えたハーフ
ブリツジ型の周知の高周波インバータ回路が用いられ、
スイツチング素子25,26を適切な動作周波数(例え
ば45KHz)で交互にオン・オフさせて発振駆動させ
るための駆動制御回路27が接続されている。
【0022】LC共振回路23としては、スイツチング
素子25,26の接続中点のインバータ出力ラインに接
続された誘導性バラストL11と、コモンライン側に接
続された直流カットコンデンサC11との直列回路によ
り形成されている。放電灯24のフィラメント電極24
a,24b間には予熱用コンデンサC12が接続されて
いる。
【0023】さらに、直流カットコンデンサC11の両
端間には2つの抵抗R11,R12が並列的に接続さ
れ、これらの抵抗R11・R12の両端間にはダイオー
ドD11,D12による半波整流回路28が接続され、
これらの抵抗R11,R12の接続中点とダイオードD
11,D12の接続中点との問には平滑用の検出コンデ
ンサC13が接続され、この検出コンデンサC13から
検出端子29が引出されている。これにより、直流カッ
トコンデンサC11の両端電圧に基づき寿命末期を検出
する寿命末期検出手段30と、始動時の点灯不良を検出
する点灯検出手段31とが、兼用回路として1つの回路
で構成されている。
【0024】次に、本実施例の作用について説明する。
まず、放電灯24が点灯状態で寿命末期に至った場合を
考える。放電灯24が寿命末期に至ると、半彼放電状態
となり、直流カットコンデンサC11には交流分が流
れ、直流分は抵抗R11,R12に流れる。これにより
発生した抵抗R11,R12の電圧をダイオードD1
1,D12で全波整流して検出コンデンサC13にて検
出する。この検出レベルが一定レバル以上となる検出出
力を生ずるため、放電灯24が寿命末期に至ったと判断
される。これにより、駆動制御回路27によりインバー
タ回路22の発振動作が停止される。
【0025】一方、放電灯24の始動時における点灯不
良について考える。始動時においては、誘導性バラスト
L11、フィラメント電極24a、予熱用コンデンサC
13、フィラメント電極24b、抵抗R11,R12の
経路で放電灯24に予熱電流が流れ、予熱時間が経過し
て始動時間になると高い2次電圧がフィラメント電極2
4a,24b間に印加されることにより、放電灯24が
始動点灯する。ところが、放電灯24が始動点灯するに
至らなかった場合には、放電灯24には高い2次電圧か
印加され続け、過電圧状態となる。この時、その電圧に
応じた高電圧が2つの抵抗R11・R12の両端間にも
現れるので、抵抗R11,R12の電圧をダイオードD
11,D12で全波整流し、検出コンデンサC13で平
滑化されて得られる検出電圧は一定レベル以上の電圧と
なる。このような検出出力により放電灯24に対する点
灯不良が検出され、駆動制御回路27によりインバータ
回路22の発振動作が停止される。また、正常な点灯開
始を検出した場合には、駆動制御回路27はインバータ
回路22を点灯状態の周波数で発振動作させる。
【0026】次に、LC共振回路23の周波数特性と直
流カットコンデンサC11に流れる電流との関係の最適
特性値について考察する。本実施例では、LC共振回路
23の点灯時共振周波数をfl、始動時共振周波数をf
2、直流カットコンデンサC11の点灯時電流をI1、
始動時電流をI2としたとき、共振周波数と電流との関
係が、f1I2/f2I1≧1.5を満足するように設
定されている。例えば、点灯時共振周波数flを45k
Hzとしたとき、始動時共振周波数f2は55KHzの
如く約1.2倍の値となる。これに対応して、直流カッ
トコンデンサC11のインピーダンス値Zcは、点灯時
のインピーダンス値を1としたとき、始動時には0.8
3倍の値となる。直流カットコンデンサC11に流れる
電流が点灯時に比べて始動時に1・8倍以上であれば、
直流カットコンデンサC11の両端電圧は、点灯時を1
とした時、始動時は1.5倍となる。点灯不良時の過電
圧は、点灯時f1Ilと始動時f2I2との差により検
出するので、誤動作を防止するため、1.5倍以上の差
が生ずるように構成されている。
【0027】本発明の照明装置の実施形態を図2により
説明する。
【0028】図2は照明装置を示す外観斜視図である。
図において、35は照明器具であり、放電灯24が着脱
自在に装着されているとともに、この放電灯24を点灯
させる図1に示したような構成からなる放電灯点灯装置
36が実装されている。
【0029】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、インバー
タ回路と放電灯との間に接続されたLC共振回路中の直
流カットコンデンサの両端電圧に基づき寿命末期検出手
段や点灯検出手段によって放電灯の寿命末期や放電灯始
動を検出するようにしたので、寿命末期検出手段と点灯
検出手段との構成を同じ回路で共用させることができ、
部品点数を減らして安価なものとすることができる。
【0030】請求項2記載の発明によれば、既存の簡単
な寿命末期検出手段の回路をそのまま利用して点灯検出
手段としても機能させることかできる。
【0031】請求項3記載の発明によれば、LC共振回
格の直流カットコンデンサに関して、点灯時と始動時と
で共振周波数と電流との関係を特定の関係に設定したの
で、寿命末期検出手段と点灯検出手段とが共用化された
構成においても、寿命末期と始動不良との検出の確実性
を向上させることができる。
【0032】請求項4記載の発明によれば、請求項1乃
至3のいずれか一記載の発明の放電灯点灯装置を用いた
ので、寿命末期や始動不良時に対するインバータ回路の
保護が確保された安全性の高い照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放電灯点灯装置の実施形態を示す概略
回路図。
【図2】本発明の照明装置の実施形態を示す外観斜視図
【図3】従来の放電灯点灯装置を示す概略回路図
【符号の説明】
22 インバータ回路 23 LC共振回路 24 放電灯 24a,24b フィラメント電極 25,26 スイツチング素子 27 駆動制御回路 28 半波整流回路 30 寿命末期検出手段 31 点灯検出手段 35 器具本体 36 放電灯用点灯装置 C1I 直流カットコンデンサ C12 予繁用コンデンサ C13 検出コンデンサ RI1,R12 抵抗

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放電灯と;スイツチング素子の発振動作に
    基づき放電灯に交流電力を供給して点灯させるインバー
    タ回路と;直流カットコンデンサを有して、インバータ
    回路と放電灯との問に接続されたLC共振回路と;直流
    カットコンデンサの両端電圧に基づき放電灯の寿命末期
    を検出する寿命末期検出手段と;直流カットコンデンサ
    の両端電圧に基づき放電灯の点灯開始を検出する点灯検
    出手段と;寿命末期検出手段や点灯検出手段の検出出力
    に基づきインバータ回路の発振動作を制御する駆動制御
    回路と;を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】寿命末期検出手段と点灯検出手段とが、直
    流カットコンデンサの両端間に接続された2つの抵抗
    と、これらの抵抗の両端間に接続された半波整流回路
    と、2つの抵抗の接続中点と半波整流回路の接続中点と
    の問に接続された検出コンデンサとによる兼用回路であ
    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】LC共振回路が、その点灯時共振周波数を
    fl、始動時共振周波数をf2、直流カットコンデンサ
    の点灯時電流をI1、始動時電流をI2としたとき、共
    振周波数と電流との関係が、 flI2/f2I1 ≧ 1.5 を満足するように設定されている;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。
  4. 【請求項4】請求項1乃至3のいずれか一記載の放電灯
    点灯装置と;この放電灯点灯装置が実装される器具本体
    と;を備えたことを特徴とする照明装置。
JP26756597A 1997-09-30 1997-09-30 放電灯点灯装置及び照明装置 Withdrawn JPH11111476A (ja)

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