JPH11121188A - 放電灯制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチング回路の出力側に接続される放電
灯の入力部の異常を検出したときにはスイッチング回路
の動作を遮断して故障発生を防止すること。 【解決手段】 商用電源１に整流回路２、昇圧チョッパ
回路３、スイッチング回路４を接続し、スイッチング回
路４の出力側に、安定回路６、放電灯７を直列に接続し
て構成される放電灯ユニット５を接続する。昇圧チョッ
パ回路３とスイッチング回路４間には検出回路１２を接
続する。配線９のＡＢ間で短絡やインピーダンスの低下
の異常が生じると、検出回路１２のトランジスタＴａが
オフ、Ｔｂがオンとなり保護リレー回路１３の保護リレ
ーＲｙが動作して常時閉接点Ｓａはオフとなリインバー
タコントローラ１０が制御電源８から遮断され、スイッ
チング回路４は動作せず、常時開接点Ｓｂはオンとなり
警報装置１４を動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング回路
を用いて放電灯を点灯制御する放電灯制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２は、商用電源から出力される商用周
波数を整流平滑して直流電圧に変換し、直流電圧をスイ
ッチング回路で高周波電圧に変換し、この高周波電圧を
放電灯に供給して放電灯を点灯する放電灯制御装置の一
例を示す回路図である。

【０００３】図２において、１は商用電源で商用周波数
の出力電圧はスイッチＳ１を介して整流回路２に供給さ
れる。整流回路２は、ダイオードや平滑コンデンサを用
いた周知の構成であるので詳細な説明は省略するが、商
用周波数の入力電圧を所定の直流電圧に変換して昇圧チ
ョッパ回路３に入力する。

【０００４】昇圧チョッパ回路３は、リアクトルＬ１，
ＭＯＳＦＥＴのＴ１，ダイオードＤ１，コンデンサＣ
１，ＭＯＳＦＥＴのＴ１を制御する第１のドライバ回路
Ｃｏｎｔで構成されている。第１のドライバ回路Ｃｏｎ
ｔは制御電源８に接続される。制御電源８は整流回路２
の出力側に接続されており、整流回路２の出力電圧を所
望の直流電圧、例えば直流１２Ｖに変換する。

【０００５】昇圧チョッパ回路３の動作について説明す
る。第１のドライバ回路Ｃｏｎｔからの信号によりＭＯ
ＳＦＥＴのＴ１をオンにする期間は、リアクトルＬ１に
エネルギーが蓄積されるのみでありダイオードＤ１を通
して昇圧チョッパ回路３の出力側にはエネルギーは供給
されない。次に第１のドライバ回路Ｃｏｎｔからの信号
によりＭＯＳＦＥＴのＴ１をオフにすると、リアクトル
Ｌ１に逆起電力が発生しダイオードＤ１を通してコンデ
ンサＣ１を充電しながら電流が流れる。このため、昇圧
チョッパ回路３の出力側には、入力電圧にリアクトルＬ
１の端子電圧を加算した電圧が出力されるので入力電圧
よりも大きな直流電圧が供給される。第１のドライバ回
路ＣｏｎｔによりＭＯＳＦＥＴのＴ１のオン、オフのデ
ューテイサイクルを調整すると、昇圧チョッパ回路３の
出力側から所望の直流電圧が得られる。

【０００６】４は昇圧チョッパ回路３の出力側に接続さ
れるスイッチング回路である。このスイッチング回路４
は、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｔ２、Ｔ３
によりハーフブリッジインバータを構成したものを用い
ることができる。このハーフブリッジインバータは、電
界効果トランジスタＴ２、Ｔ３を交互にオン、オフ制御
することにより、入力された直流電圧を変換して出力側
に所定周期の高周波電圧を出力するものである。

【０００７】１０は、制御電源８にスイッチＳ２を介し
て接続されるインバータコントローラである。インバー
タコントローラ１０の信号は第２のドライバ回路１１に
入力される。第２のドライバ回路１１は、インバータコ
ントローラ１０からの信号に基づいて信号Ｐａ，Ｐｂを
形成し、電界効果トランジスタＴ２、Ｔ３のそれぞれの
ゲートに印加する。この信号Ｐａ，Ｐｂにより前記ハー
フブリッジインバータを構成している電界効果トランジ
スタＴ２、Ｔ３は所定の周期で交互にオン、オフ制御さ
れる。

【０００８】５はスイッチング回路４の出力側に配線９
を接続した入力部から給電される放電灯ユニットであ
る。この放電灯ユニット５は、リアクトルＬ２，コンデ
ンサＣ２からなる安定回路６と、放電灯７とを直列に接
続したものを１つのセットとしている。このように安定
回路６と放電灯７とを直列接続して放電灯ユニットとす
ることにより、安定回路６と放電灯７とを別個に製造
し、それぞれを照明器具の設置個所で組み合わせて取り
付ける場合よりも、製造、組立てが簡略化されている。
Ｃ３は放電灯７の予熱用コンデンサである。

【０００９】放電灯ユニット５を例えば天井等の建物の
内部に設置する場合には、整流回路２、昇圧チョッパ
３、スイッチング回路４、第２のドライバ回路１１等の
構成部品と、制御電源８、インバータコントローラ１０
等の構成部品は、例えば建物入り口付近に配置される制
御盤に設けられる。このような個所に設置された制御盤
と放電灯ユニット５間の配線９は壁面や天井等に沿って
なされるので、建物内部からは直接には見えないのが通
例である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】放電灯ユニット５を所
定の個所に設置し、前記制御盤と放電灯ユニット５間の
配線９の敷設を完了すると、商用電源の出力側に設けて
いるスイッチＳ１をオンにしてスイッチング回路４で変
換された高周波電圧を放電灯ユニット５に供給する。こ
の際に、何等かの原因により前記制御盤に設けたスイッ
チング回路４の出力側に接続した配線９のＡ，Ｂ間で短
絡事故が発生していたり、漏水等により配線９のＡ、Ｂ
間のインピーダンスが低下して異常状態が生じている
と、スイッチング回路４に過大電流が流れてスイッチン
グ回路４の電界効果トランジスタＴ２、Ｔ３等を破損す
ることがある。この配線９は前記のように建物内部から
は直接には見えない場所に配置されていることもあっ
て、異常状態の発生に気がつかずに放電灯ユニット５に
通電することにより、スイッチング回路４の電界効果ト
ランジスタＴ２、Ｔ３を破損してしまうという問題があ
った。

【００１１】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、直流電圧を高周波電圧に変換するスイッチング
回路の出力側に放電灯ユニットを接続して放電灯を点灯
する際に、放電灯入力部に異常状態が生じていることに
よるスイッチング回路の故障発生を防止する放電灯制御
装置の提供を目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、請
求項１に係る発明において、放電灯制御装置を、直流電
圧を発生する電源装置と、前記電源装置から入力される
直流電圧を高周波電圧に変換するスイッチング回路と、
スイッチング回路の出力側に接続した配線を介して給電
される放電灯と、前記スイッチング回路と配線からなる
放電灯の入力部の異常を検出する検出回路と、前記検出
回路の信号により前記スイッチング回路を制御する制御
回路とを備えた放電灯制御装置において、前記検出回路
は、スイッチング回路の直流入力側の正負端子間に複数
の回路素子よりなる直列回路を接続し、該直列回路に前
記配線の一方と等電位で接続される第３の端子を設け、
該第３の端子の電位検出により入力部の異常を検出して
なる構成とすることにより達成される。

【００１３】また、請求項２に係る発明において、前記
検出回路の信号により放電灯の入力部の異常を報知する
警報装置を設ける構成とすることにより達成される。

【００１４】上記請求項１に係る発明の特徴によれば、
放電灯の入力部の異常の有無を検出してスイッチング回
路の動作を制御しているので、前記入力部の異常に起因
するスイッチング回路の故障発生を防止することができ
る。

【００１５】また、請求項２に係る発明の特徴によれ
ば、前記入力部の異常を報知する警報装置を設けている
ので、入力部に異常が発生した場合の対応が確実に取れ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて図１の回路図を参照して説明する。図１において
図２の従来例の回路図と同じ部分または対応するところ
には同一の符号を付している。図１において、１２はス
イッチング回路４と配線９からなる放電灯ユニット５の
入力部の異常を検出する検出回路、１３は検出回路１２
の動作によりスイッチング回路４の動作開始を遮断する
保護リレー回路、１４は検出回路１２の信号により入力
部の異常の発生を報知する警報装置である。

【００１７】次に、検出回路１２の構成について説明す
る。スイッチング回路４の直流入力側の正側導線Ｐの端
子Ｘと、スイッチング回路４の出力端子Ｕと接続されて
いる第３の端子であるＹ端子間に抵抗ｒａを接続する。
ここで、出力端子Ｕと第３の端子であるＹ端子間の導線
の電圧降下は微小であるので無視するものとすると、第
３の端子Ｙとスイッチング回路４の出力端子Ｕは等電位
で接続されることになる。また、前記Ｙ端子とスイッチ
ング回路４の直流入力側の負側導線Ｑの端子Ｚ間に信号
レベル調整用の抵抗ｒｂ、ダイオードＤａ，時定数回路
を形成するコンデンサＣａを接続する。

【００１８】このように、検出回路１２は、スイッチン
グ回路４の直流入力側の正負の端子Ｘ−Ｚ間に、抵抗ｒ
ａ，ｒｂ、ダイオードＤａ，コンデンサＣａの各回路素
子からなる直列回路を接続し、この直流回路に前記第３
の端子であるＹ端子を設ける構成としている。レベル調
整用の抵抗ｒｂの出力側の端子Ｗには、抵抗ｒｃと動作
レベル調整用のツエナーダイオードＺＤの直列回路を介
してトランジスタＴａのベースを接続する。Ｖはトラン
ジスタＴａ、Ｔｂの基準電源であり、基準電源Ｖとトラ
ンジスタＴａのコレクタ間には電圧調整用の抵抗ｒｄを
接続している。

【００１９】トランジスタＴｂのベースは、前記抵抗ｒ
ｄとトランジスタＴａのコレクタ間に接続し、トランジ
スタＴａ、Ｔｂのエミッタは共通に前記負側導線Ｑに接
続する。トランジスタＴｂのコレクタは保護リレーＲｙ
の一方端子に接続し、保護リレーＲｙの他方端子は前記
正側導線Ｐに接続する。保護リレー回路１３には、常時
閉接点Ｓａと常時開接点Ｓｂとを設け、常時閉接点Ｓａ
はインバータコントローラ１０に接続され、常時開接点
Ｓｂは警報装置１４に接続される。警報装置１４には、
例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）のような表示装置を使
用する。

【００２０】次に、検出回路１２の動作について説明す
る。スイッチＳ１を投入し、整流回路２、昇圧チョッパ
回路３を動作させた際に、スイッチング回路４の出力側
と放電灯ユニット５の入力側間の配線９に短絡事故や漏
水等によるインピーダンスの低下が発生しておらず配線
９が正常な状態である場合には、正側導線ＰのＸ端子と
負側導線ＱのＺ端子間には昇圧チョッパ回路３の出力電
圧が発生する。

【００２１】この出力電圧は抵抗ｒａで降圧されて端子
Ｙ−Ｚ間に印加され、端子Ｙ−Ｚ間にダイオードＤａの
導通電圧以上の電圧が印加されるとダイオードＤａが導
通してコンデンサＣａを充電する。トランジスタＴａの
ベースに接続される端子Ｗには、所定の時定数で立ち上
がるコンデンサＣａの充電電圧が発生し、この電圧がツ
エナーダイオードＺＤの導通電圧以上になるとトランジ
スタＴａのベースに電圧が供給されてトランジスタＴａ
がオンとなる。

【００２２】このときには前記基準電源Ｖと負側導線Ｑ
間にトランジスタＴａのコレクターエミッタを通して電
流が流れるので、トランジスタＴｂのベース電位が低下
してトランジスタＴｂがオフとなる。トランジスタＴｂ
がオフのため、保護リレー回路１３の保護リレーＲｙは
付勢されず常時閉接点Ｓａは閉じたままであり、インバ
ータコントローラ１０が正常に動作し、第２のドライバ
回路１１を付勢する。第２のドライバ回路１１は制御信
号Ｐａ，Ｐｂを発生し、この制御信号によりスイッチン
グ回路４が動作を開始して放電灯ユニット５の放電灯７
を点灯する。

【００２３】スイッチング回路４の出力側と放電灯ユニ
ット５の入力側間の配線９のＡ−Ｂ間で短絡事故やイン
ピーダンスの低下の異常が発生している場合には、この
配線の一方と接続されているスイッチング回路４の出力
端子Ｕの電位が０または０付近の値となる。このとき
に、該出力端子Ｕと等電位で接続されている検出回路１
２の第３の端子であるＹ端子の電位も０または０付近の
値となる。このため、ダイオードＤａが導通しないので
トランジスタＴａのベースには電圧が供給されず、トラ
ンジスタＴａはオフとなる。

【００２４】トランジスタＴａがオフとなるので、トラ
ンジスタＴｂのベースには基準電源Ｖより大きな電圧が
供給されてトランジスタＴｂはオンとなる。これによっ
て保護リレー回路１３の保護リレーＲｙが付勢されて、
常時閉接点Ｓａはオフとなリインバータコントローラ１
０が制御電源８から遮断される。従って第２のドライバ
回路１１に信号が印加されずスイッチング回路４は動作
を開始しない。

【００２５】トランジスタＴａとトランジスタＴｂ，及
び保護リレー回路１３は、検出回路１２により前記のよ
うに配線９の短絡事故やインピーダンスの低下の異常が
検出されると、スイッチング回路４の動作開始を遮断
し、正常状態ではスイッチング回路４の動作開始を許容
する制御回路として動作する。また、配線９の短絡事故
やインピーダンスの低下が検出されると常時開接点Ｓｂ
はオンとなり警報装置１４を動作させて配線の異常発生
を報知するので、故障回復の措置を確実に取ることがで
きる。

【００２６】このように、検出回路１２はスイッチング
回路４の出力端子Ｕと等電位で接続されている第３の端
子であるＹ端子の電位の検出により、スイッチング回路
４と放電灯ユニット５間の配線９の短絡事故やインピー
ダンスの低下の有無を検出しているので、確実に配線の
異常を検出でき、スイッチング回路４の動作開始を遮断
する信号を形成することができる。

【００２７】スイッチング回路４は高速でオン、オフを
繰り返し、オフ期間にはスイッチング回路４の出力端子
Ｕの電圧は瞬時的には０になる。このようにスイッチン
グ回路４が正常に動作している場合に、出力端子Ｕの電
圧が瞬時的に０となることにより配線の短絡事故発生と
誤認しないように、検出回路１２にはトランジスタＴａ
のベース端子Ｗと端子Ｚ間に前記のように時定数の大き
なコンデンサＣａを接続している。前記コンデンサＣａ
を設けることにより瞬時的なスイッチング回路４のオフ
期間にはトランジスタＴａがオフになることを防止して
いる。

【００２８】なお、検出回路１２は上記のように配線の
異常の検出のみならず、放電灯ユニットの入力部である
スイッチング回路４の異常も検出できる。例えば、スイ
ッチング回路４の電界効果トランジスタＴ３が前記制御
盤に取り付けた状態で何等かの原因で導通状態にあるも
のとすると、スイッチＳ１を投入した際に配線９の異常
時と同様に検出回路１２がこのときの異常を検出し、ト
ランジスＴａ，Ｔｂ，保護リレー回路１３が動作してス
イッチング回路４の動作開始を遮断する。このように、
検出回路１２はスイッチング回路４と配線９の異常、換
言すればスイッチング回路４と配線９からなる放電灯ユ
ニットの入力部の異常を検出するように動作するもので
ある。

【００２９】上記の例では商用電源１に整流回路２、昇
圧チョッパ回路３を接続して、昇圧チョッパ回路３で形
成された直流電圧をスイッチング回路４により高周波電
圧に変換しているが、商用電源を用いることなくスイッ
チング回路４に適宜の直流電源を接続する構成としても
良い。また、警報装置１４としてブザー等を用いて音声
により故障を報知することもできる。

【００３０】更に、前記放電灯の入力部の異常検出時に
スイッチング回路４の動作を遮断するためのスイッチ
は、図１の例のようにと制御電源８とインバータコント
ローラ１０の間に配置することには限定されない。イン
バータコントローラ１０と第２のドライバ回路１１間の
信号線にスイッチを設ける構成とすることもできる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明においては、放電灯
の入力部の異常の有無を検出してスイッチング回路の動
作を制御しているので、前記入力部の異常に起因するス
イッチング回路の故障発生を防止することができる。ま
た、入力部の異常を報知する警報装置を設けているの
で、入力部に異常が発生した場合の対応が確実に取れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る好適な実施の形態における放電灯
制御装置の構成を示す回路図である。

【図２】従来例の放電灯制御装置の回路図である。

【符号の説明】

１ 商用電源 ２ 整流回路 ３ 昇圧チョッパ回路 ４ スイッチング回路 ５ 放電灯ユニット ６ 安定回路 ７ 放電灯 ８ 制御電源 ９ 配線 １０ インバータコントローラ １１ 第２のドライバ回路 １２ 検出回路 １３ 保護リレー回路 １４ 警報装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電圧を発生する電源装置と、前記電
   源装置から入力される直流電圧を高周波電圧に変換する
   スイッチング回路と、スイッチング回路の出力側に接続
   した配線を介して給電される放電灯と、前記スイッチン
   グ回路と配線からなる放電灯の入力部の異常を検出する
   検出回路と、前記検出回路の信号により前記スイッチン
   グ回路を制御する制御回路とを備えた放電灯制御装置に
   おいて、前記検出回路は、スイッチング回路の直流入力
   側の正負端子間に複数の回路素子よりなる直列回路を接
   続し、該直列回路に前記配線の一方と等電位で接続され
   る第３の端子を設け、該第３の端子の電位検出により入
   力部の異常を検出してなる放電灯制御装置。
2. 【請求項２】 前記検出回路の信号により放電灯の入力
   部の異常を報知する警報装置を設けてなる請求項１に記
   載の放電灯制御装置。