JPH11135288A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH11135288A
JPH11135288A JP9294729A JP29472997A JPH11135288A JP H11135288 A JPH11135288 A JP H11135288A JP 9294729 A JP9294729 A JP 9294729A JP 29472997 A JP29472997 A JP 29472997A JP H11135288 A JPH11135288 A JP H11135288A
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啓 光安
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敏也 神舎
Yasushi Kanbara
泰 蒲原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】放電ランプの異常状態を誤動作なく確実に検出
して、構成素子の破壊を防止した放電灯点灯装置を提供
する。 【解決手段】発振制御部2は調光信号Vsに応じて高周
波電源部1の出力を変化させ放電ランプLaを調光点灯
する。第1の異常検出回路3は、放電ランプLaの放電
状態から放電ランプLaの寿命末期等の異常状態を検出
する。第2の異常検出回路4は、高周波電源部1の構成
素子の特性変化から放電ランプLaの異常状態を検出す
る。異常検出切換制御部5は、全点灯時から所定の調光
比までの範囲では第1の異常検出回路3の検出信号を発
振制御部2に出力し、所定の調光比以下の範囲では第2
の異常検出回路4の検出信号を発振制御部2に出力させ
る。発振制御部2は、異常検出切換制御部5を介して第
1又は第2の異常検出回路3,4の検出信号が入力され
ると、高周波電源部1の出力を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電圧を高周波
電圧に変換して放電ランプに供給し、放電ランプを高周
波点灯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】この種の放電灯点灯装置としては、直流
電圧を高周波電圧に変換して放電ランプに供給し、放電
ランプを高周波点灯させる高周波電源部を備えたものが
あり、放電ランプの寿命末期時に放電ランプが異常点灯
した場合や、高周波電源部の動作に異常が発生した場合
に、放電ランプや高周波電源部の異常状態を検出して、
高周波電源部の動作を停止、或いは、間欠的に停止させ
ることにより、高周波電源部の構成素子が過電流や過電
圧によって破損するのを防止したり、構成素子が異常発
熱するのを防止する異常検出部を備えたものもあった。
【0003】従来の放電灯点灯装置の回路図を図6に示
す。本回路は、交流電源ACを整流・平滑して直流電圧
DCを発生するチョッパー部1aと、チョッパー部1a
の直流電圧VDCを高周波電圧に変換して放電ランプLa
1 ,La2 に供給するインバータ部1bと、インバータ
部1bの発振を制御する発振制御部2と、放電ランプL
1 ,La2 の放電状態から放電ランプLa1 ,La2
の異常状態を検出する異常検出回路3aと、異常検出回
路3aの検出信号に基づいて発振制御部2にインバータ
部1bの発振を停止させる異常判定回路3bとから構成
されており、チョッパー部1a及びインバータ部1bか
ら高周波電源部が構成される。
【0004】インバータ部1bは、チョッパー部1aの
直流出力端間に接続され発振制御部2の駆動信号a〜c
によって高周波で交互にオン・オフされるスイッチング
素子Q1 ,Q2 と、スイッチング素子Q1 ,Q2 の接続
点に直流カット用のコンデンサC1 を介して一端が接続
されたチョークコイルLと、チョークコイルLの他端に
接続されたバランサT1 と、スイッチング素子Q2 の両
端間にコンデンサC1、チョークコイルL、バランサT
1 からなる直列回路を介して電源側端子が接続された放
電ランプLa1 ,La2 と、放電ランプLa1 ,La2
の非電源側端子間に夫々接続されたコンデンサC2 ,C
3 とから構成されており、チョークコイルL及びコンデ
ンサC2 ,C3 から共振回路が形成されている。ここ
で、スイッチング素子Q1 ,Q2 が高周波で交互にオン
・オフすることによって、直流電圧VDCが高周波電圧に
変換されて、放電ランプLa1 ,La2 に略正弦波状の
高周波電力が供給される。尚、バランサT1 は一般に複
数の放電ランプLa1 ,La 2 を並列点灯させる場合に
用いられ、放電ランプLa1 ,La2 の始動時に一方の
放電ランプのみが点灯するのを防止し、且つ、2灯点灯
時に放電ランプLa1,La2 に夫々流れるランプ電流
の比率が所定の値になるようにしている。
【0005】発振制御部2はハーフブリッジ型インバー
タ駆動用のドライバIC(例えば、インターナショナル
・レクチファイア〔IR〕社製IR2155)21を用
いて構成されている。ドライバIC21は内部に発振器
を備えており、6,7番ピンに接続された抵抗R5 及び
コンデンサC6 で決まる時定数によって、2,3,4番
ピンから夫々出力される駆動信号a,b,cの周波数が
決定される。そして、この駆動信号a〜cによって、ス
イッチング素子Q1 ,Q2 が所望のスイッチング周波数
でオン・オフされる。尚、スイッチング素子Q1 ,Q2
のオン時間の比(すなわちデューティ比)はドライバI
C21によって約50%に設定されており、スイッチン
グ素子Q1 ,Q2 のゲート信号の遅れ(デッドタイム)
も所定の値に決められている。
【0006】異常検出回路3aは、放電ランプLa1
電源側端子間にコンデンサC4 を介して接続された抵抗
1 ,R2 の直列回路と、コンデンサC4 及び抵抗R1
の接続点にカソードが接続されるとともに抵抗R2 及び
放電ランプLa1 の接続点にアノードが接続されたダイ
オードD1 と、放電ランプLa2 の電源側端子間にコン
デンサC5 を介して接続された抵抗R3 ,R4 の直列回
路と、コンデンサC5及び抵抗R3 の接続点にカソード
が接続されるとともに抵抗R4 及び放電ランプLa2
接続点にアノードが接続されたダイオードD2 と、アノ
ードが抵抗R1,R2 の接続点に接続されたダイオード
3 と、アノードが抵抗R3 ,R4 の接続点に接続され
るとともに、カソードがダイオードD3 のカソードに接
続されたダイオードD4 とから構成され、ダイオードD
3 ,D4 の接続点(出力端子e)から、放電ランプLa
1 ,La2 のランプ電圧を分圧した電圧Ve が後述の異
常判定回路3bに出力される。したがって、いずれか一
方の放電ランプLa1 ,La2 が寿命末期となって半波
放電を開始すると、インバータ部1bの共振電圧が大き
くなり、放電ランプLa1 ,La2 に加わるランプ電圧
が正常点灯時に比べて大きくなるので、異常判定回路3
bに出力される電圧Ve も大きくなる。
【0007】異常判定回路3bは、異常検出回路3aの
出力電圧Ve と基準電圧Vref の大小を比較するコンパ
レータCP1 と、コンパレータCP1 の出力のハイ・ロ
ーに応じてオン・オフされるトランジスタQ3 と、トラ
ンジスタQ3 のオン・オフに応じてオン・オフし、発振
制御部2への動作電圧VCCの電圧供給を入切するトラン
ジスタQ4 などから構成される。
【0008】放電ランプLa1 ,La2 の正常点灯時
は、異常検出回路3aの出力電圧Veが基準電圧Vref
よりも小さいので、コンパレータCP1 の出力がハイに
なり、トランジスタQ3 がオンして、トランジスタQ4
にベース電流が流れ、トランジスタQ4 がオンする。し
たがって、発振制御部2にトランジスタQ4 を介して動
作電圧VCCが供給され、発振制御部2が所定のスイッチ
ング周波数でスイッチング素子Q1 ,Q2 を交互にオン
・オフさせ、放電ランプLa1 ,La2 に高周波電圧を
供給する。
【0009】一方、放電ランプLa1 ,La2 のいずれ
かが寿命末期になると、インバータ部1bの共振電圧が
大きくなり、異常検出回路3aの出力電圧Ve が基準電
圧V ref よりも大きくなるので、コンパレータCP1
出力がローになり、トランジスタQ3 がオフして、トラ
ンジスタQ4 にベース電流が流れなくなり、トランジス
タQ4 がオフする。したがって、発振制御部2にトラン
ジスタQ4 を介して動作電圧VCCが供給されなくなり、
発振制御部2の駆動信号a〜cが停止して、インバータ
部1bの発振が停止する。
【0010】ここで、正常点灯時における異常検出回路
3aの出力をVe1、寿命末期時等の異常点灯時における
異常検出回路3aの出力をVe2とすると、Ve1<Vref
<V e2の関係が成立するように基準電圧Vref を設定す
れば、放電ランプLa1 ,La2 の寿命末期時などの異
常点灯時に、インバータ部1bの発振を停止させて、イ
ンバータ部1bを構成する構成素子の破壊や異常発熱を
防止できる。
【0011】ところで、上述の放電灯点灯装置におい
て、放電ランプLa1 ,La2 の光出力を可変として、
調光可能とした放電灯点灯装置も従来より提案されてい
る。例えば、発振制御部2の抵抗R5 に可変抵抗器を用
いることにより、抵抗R5 及びコンデンサC6 で決まる
時定数が変化して、駆動信号a〜cの周波数が変化する
ので、スイッチング素子Q1 ,Q2 のスイッチング周波
数が変化する。スイッチング素子Q1 ,Q2 のスイッチ
ング周波数が変化すると、チョークコイルL及びコンデ
ンサC2 ,C3 からなる共振回路のインピーダンスが変
化するので、放電ランプLa1 ,La2 に供給される高
周波電力が変化して、放電ランプLa1 ,La2 の光出
力が変化し、放電ランプLa1 ,La2 を調光点灯させ
ることができる。
【0012】ここで、調光比と異常点灯時における異常
検出回路3aの出力電圧Ve2との関係を図7(a)に示
す。放電ランプLa1 ,La2 を調光点灯させた状態
で、放電ランプLa1 ,La2 が寿命末期になると、イ
ンバータ部1bの出力が全点灯時に比べて制限されてい
るため、異常検出回路3aの出力電圧Ve が全点灯時に
比べて小さくなる。而して、調光比がPよりも低い範囲
では、異常点灯時における異常検出回路3aの出力電圧
e2が基準電圧Vref よりも低くなり、異常判定回路3
bのコンパレータCP1 の出力はハイのままとなるの
で、放電ランプLa 1 ,La2 が寿命末期等の異常状態
であるにもかかわらず、異常判定回路3bが異常状態を
検出できなくなる場合があった。しかしながら、この時
のインバータ部1bの出力は全点灯時に比べて制限され
ているので、スイッチング素子Q1 ,Q2 にかかるスト
レスは素子が破壊するレベルにまで達していない。した
がって、素子が破壊するほどのストレスがスイッチング
素子Q1 ,Q2 にかかる調光比Rにおいて放電ランプL
1 ,La2 の異常状態を確実に検出できるように、す
なわち、この調光比Rよりも異常判定回路3bが検出不
能となる調光比Pが低くなるように異常判定回路3bを
設計すれば良いが、スイッチング素子Q1 ,Q2以外の
構成素子にかかるストレスを考慮すると、異常判定回路
3bを上述のように設計すれば良いとはかぎらない。
【0013】例えば、上述した図6の回路で一方の放電
ランプLa1 ,La2 のみが寿命末期になると、放電ラ
ンプLa1 ,La2 に夫々発生するランプ電圧に電圧差
が発生し、この電圧差がバランサT1 に印加されること
になる。したがって、2灯の放電ランプLa1 ,La2
の内の1灯が寿命末期になると、インバータ部1bの出
力が全点灯時に比べて調光点灯時は制限されていたとし
ても、バランサT1 に加わるストレスは、2灯が共に正
常点灯し、各放電ランプに発生するランプ電圧に殆ど差
がない場合と比べて大きくなる。ここで、調光比とバラ
ンサT1 の表面温度との関係を図7(b)に示す。
【0014】図7(b)より、異常判定回路3bが検出
不能となる調光比Pでは、異常点灯時のバランサT1
表面温度t2 が正常点灯時の表面温度t1 に比べて高く
なり、許容温度t0 を上回っている。このように、寿命
末期の放電ランプLa1 ,La2 を調光点灯した場合、
スイッチング素子Q1 ,Q2 に加わるストレスが、素子
が破壊するほどのストレスに至らないような調光比であ
っても、回路構成によってはスイッチング素子Q1 ,Q
2 以外のバランサやチョークコイルなどの構成素子に異
常発熱等の不具合が発生するという問題があった。
【0015】そこで、バランサやチョークコイル等の構
成素子の異常発熱を防止するために、感温素子を用いて
バランサやチョークコイル等の構成素子の表面温度を検
出し、異常発熱が発生した場合にインバータ部1bの発
振を停止させることにより、構成素子の異常発熱を防止
する異常検出部も提案されていた。しかしながら、この
場合、放電ランプLa1 ,La2 の寿命末期等の異常が
発生した時点から、感温素子が異常発熱を検出してイン
バータ部1bの発振を停止させるまでに、バランサやチ
ョークコイル等の熱時定数だけ遅れ時間が発生すること
になる。
【0016】このため、放電ランプLa1 ,La2 の放
電状態を検出して異常発生時にインバータ部1bの発振
を瞬時に停止させる上述のような異常判定部3aを感温
素子による異常検出部と別個に設けない場合、寿命末期
の放電ランプLa1 ,La2を全点灯させた際に、上述
の遅れ時間だけインバータ部1bが発振状態を継続し
て、スイッチング素子Q1 ,Q2 に過大なストレスが加
わり、感温素子を用いた異常検出部がインバータ部1b
の発振を停止させる前にスイッチング素子Q1 ,Q2
破壊に到る可能性もあった。
【0017】このような問題点を解決するために、調光
点灯時においても、放電ランプLa 1 ,La2 の寿命末
期等の異常状態を検出できるように、図8に示す放電灯
点灯装置が提案されている(特開平2−144896号
公報参照)。本回路は、交流電源ACを整流する整流器
DBと、整流器DBの整流出力を高周波電圧に変換して
放電ランプLaに供給するインバータ部1bと、放電ラ
ンプLaの寿命末期等の異常状態を検出する異常検出部
3と、調光信号Vsに応じた基準電圧を設定する基準設
定部6と、基準設定部6によって設定された基準電圧と
異常検出部3の検出出力とを比較する比較部7と、比較
部7の出力によりインバータ部1bの発振を制御する発
振制御部2’とで異常検出制御回路8を構成し、基準設
定部6が調光信号Vsに応じて比較部7の基準電圧を設
定することにより、いかなる調光状態においても放電ラ
ンプLaの異常状態を検出できる。
【0018】この回路を上述した図6の回路に適用した
回路を図9に示す。尚、図6の回路と共通する構成要素
には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、チ
ョッパー部1a、インバータ部1b、異常検出回路3a
の構成は図6の回路と同様であるので、共通する部分の
図示及び説明を省略する。図9の回路は、外部から入力
された調光信号Vsに応じた電圧を出力する調光制御部
2aと、調光制御部2aの出力に応じた周波数の駆動信
号a〜cを出力する発振制御部2と、調光信号Vsに応
じた基準電圧Vref を発生する基準設定部6と、異常検
出回路3aの検出出力Ve と基準設定部6の基準電圧V
ref との大小を比較することにより放電ランプLa1
La2 の異常状態を検出して、発振制御部2の発振を停
止させる異常判定回路3bとから構成される。
【0019】発振制御部2は、スイッチング素子Q1
2 のスイッチング周波数を決定するタイマIC(例え
ば日本電気製μPD5555)22及びフリップフロッ
プIC23と、タイマIC22及びフリップフロップI
C23によって決定されたスイッチング周波数の駆動信
号a〜cを出力してスイッチング素子Q1 ,Q2 をオン
・オフさせるドライバIC(例えばIR社製IR211
1)21とから構成される。タイマIC22の出力端子
(3番ピン)から出力される信号の周波数は、タイマI
C22に接続された抵抗R6 ,R7 及びコンデンサC7
で決まる時定数と、コントロール端子(5番ピン)に入
力された電圧によって決定される。タイマIC22の出
力はフリップフロップIC23のクロック端子Cに入力
されており、フリップフロップIC23はタイマIC2
2の周波数を1/2分周し、デューティ比が略50%の
パルス信号をドライバIC21に出力する。
【0020】調光制御部2aは、外部から入力された調
光信号Vsをそのまま出力するバッファB1 と、バッフ
ァB1 の出力電圧に比例した電圧を出力するアンプA1
とから構成されており、アンプA1 の出力がタイマIC
22のコントロール端子(5番ピン)に入力されてい
る。したがって、調光信号Vsとして直流電圧を入力
し、その電圧値を変化させることにより、調光制御部2
aからタイマIC22のコントロール端子(5番ピン)
に出力する電圧を変化させて、タイマIC22の出力信
号の周波数を変化させることができる。タイマIC22
の出力信号の周波数が変化すると、ドライバIC21か
ら出力される駆動信号a〜cのスイッチング周波数が変
化するので、インバータ部1bの共振回路のインピーダ
ンスを変化させて、放電ランプLaを調光点灯させるこ
とができる。
【0021】また、基準設定部6は調光制御部2aと同
様の回路構成を有しており、調光信号Vsをそのまま出
力するバッファB2 と、バッファB2 の出力電圧に比例
した基準電圧Vref を発生するアンプA2 とから構成さ
れ、調光信号Vsに応じて異常判定回路3bに出力する
基準電圧Vref を変化させている。異常判定回路3b
は、異常検出回路3aから入力された検出電圧Ve と基
準設定部6から入力された基準電圧Vref との大小を比
較するコンパレータCP1 と、コンパレータCP1 の出
力のハイ・ローに応じてオン・オフするトランジスタQ
3 とから構成される。ここで、検出電圧Ve が基準電圧
ref よりも大きくなると、コンパレータCP1 の出力
がローになり、トランジスタQ3 がオフして、トランジ
スタQ4 にベース電流が流れなくなるので、トランジス
タQ4 がオフする。したがって、ドライバIC21にト
ランジスタQ4 を介して動作電圧VCCが供給されなくな
り、インバータ部1bに駆動信号a〜cが出力されなく
なるので、インバータ部1bの発振が停止する。
【0022】ここで、放電ランプLaの調光比と検出電
圧Ve 及び基準電圧Vref との関係を図10に示す。上
述のように放電ランプLaが寿命末期の場合、調光が深
くなるにつれて、異常点灯時における異常検出回路3a
の検出電圧Ve2が低下するので、調光が深くなるにつれ
て(すなわち、調光信号Vsが低下するにつれて)、基
準設定部6の基準電圧Vref を低下させ、全ての調光範
囲において異常点灯時の検出電圧Ve2よりも基準電圧V
ref を低くすることにより、調光点灯時でも放電ランプ
La1 ,La2 の異常状態を確実に検出できるようにし
ていた。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の放電灯点灯
装置では、図10に示すように、正常点灯時における異
常検出回路3aの出力電圧Ve1の調光比に対する変化の
割合が、異常点灯時における異常検出回路3aの出力電
圧Ve2の変化の割合に比べて小さくなっている。つま
り、調光が深くなるにつれて(調光比が低くなるにつれ
て)、正常点灯時における出力電圧Ve1と異常点灯時に
おける出力電圧Ve2との差(Ve2−Ve1)が小さくな
る。特に図6に示す回路のように、放電ランプLa1
La2 の両端電圧を検出する場合、調光が深くなるにつ
れて、放電ランプLa1 ,La2 の両端電圧が大きくな
るため、図10に示すように両者の差(Ve2−Ve1)が
更に小さくなる。
【0024】この場合、低光束点灯時(調光が深い場
合)における基準電圧Vref の設定が困難になるばかり
でなく、検出感度を高めることによって、外来ノイズ等
の影響により異常判定回路3bが誤動作しやすくなり、
放電ランプLa1 ,La2 が正常であるにもかかわら
ず、異常検出回路3aや異常判定回路3bの誤動作によ
ってインバータ部1bが発振を停止し、放電ランプLa
1 ,La2 が消灯してしまうという問題もあった。
【0025】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、その目的とするところは、放電ランプの異常状
態を誤動作なく確実に検出して、構成素子の破壊を防止
した放電灯点灯装置を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明では、直流電圧を高周波電圧に変換
して放電ランプに供給する高周波電源部と、外部から入
力された制御信号に応じて高周波電源部の出力を変化さ
せて放電ランプの調光比を変化させる発振制御部と、放
電ランプの放電状態から放電ランプの異常状態を検出す
る第1の異常検出部と、第1の異常検出部が検出不能と
なる所定の調光比以下の範囲で放電ランプの異常によっ
て特性が変化する高周波電源部の構成素子の特性変化か
ら放電ランプの異常状態を検出する第2の異常検出部
と、全点灯時から所定の調光比までの範囲では第1の異
常検出部の検出信号を発振制御部に出力するとともに、
所定の調光比以下の範囲では第2の異常検出部の検出信
号を発振制御部に出力する切換制御部とを設け、発振制
御部が切換制御部を介して入力された検出信号に応じて
高周波電源部の出力を停止させており、請求項2の発明
では、請求項1の発明において、上記高周波電源部の停
止状態が間欠的であるので、切換制御部が調光比に応じ
て第1及び第2の異常検出部を切り換えることによっ
て、全ての調光範囲において放電ランプの異常状態を検
出することができる。
【0027】請求項3の発明では、請求項1又は2の発
明において、第2の異常検出部が高周波電源部の構成素
子の温度変化から放電ランプの異常状態を検出している
ので、構成素子の異常発熱から放電ランプの異常状態を
確実に検出することができる。請求項4の発明では、請
求項1又は2の発明において、第2の異常検出部が高周
波電源部の構成素子の電気量の変化から放電ランプの異
常状態を検出しているので、電圧、電流、電力などの電
気量の変化から放電ランプの異常状態を確実に検出する
ことができる。
【0028】請求項5の発明では、請求項1又は2の発
明において、放電ランプを複数設けるとともに、複数の
ランプに流れるランプ電流を均等にするバランサを設
け、第2の異常検出部がバランサの特性変化から放電ラ
ンプの異常状態を検出しているので、複数の放電ランプ
の内の1灯が異常状態となった場合にも、複数の放電ラ
ンプの電気量の差やバランサの異常発熱から、放電ラン
プの異常状態を確実に検出することができる。
【0029】請求項6の発明では、請求項1又は2の発
明において、高周波電源部が、放電ランプに共振電流を
流す共振回路をコンデンサと共に構成するチョークコイ
ルを備え、第2の異常検出部がチョークコイルの特性変
化から放電ランプの異常状態を検出しているので、放電
ランプの異常時に共振電流が変化するのを検出すること
によって、放電ランプの異常状態を確実に検出すること
ができる。
【0030】請求項7の発明では、請求項1乃至6の発
明において、所定の調光比を略50%としており、望ま
しい放電灯点灯装置を実現することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。 (実施形態1)本発明の放電灯点灯装置の基本構成を図
1に示す。本回路は、交流電源ACから得られた直流電
圧を高周波電圧に変換して放電ランプLaに供給する高
周波電源部1と、調光信号Vsに応じて高周波電源部1
の発振状態を制御する発振制御部たる発振制御部2と、
放電ランプLaの放電状態から放電ランプLaの異常状
態を検出する第1の異常検出部3と、第1の異常検出部
3が検出不能となる所定の調光比以下で放電ランプLa
の異常時に特性が変化する高周波電源部1の構成素子の
特性変化から放電ランプLaの異常を検出する第2の異
常検出部4と、調光信号Vsより全点灯時から所定の調
光比までの範囲では第1の異常検出部3の検出信号を発
振制御部に出力するとともに、所定の調光比以下の範囲
では第2の異常検出部4の検出信号を発振制御部2に出
力する切換制御部たる異常検出切換制御部5とから構成
される。
【0032】第1の異常検出部3は、放電ランプLaの
ランプ電圧から放電ランプLaの放電状態を検出する第
1の異常検出回路3aと、第1の異常検出回路3aの検
出出力から放電ランプLaが異常状態か否かを判定して
検出信号を出力する第1の異常判定回路3bとから構成
され、第2の異常検出部4は、放電ランプLaの異常点
灯時に特性が変化する高周波電源部1の構成素子の特性
変化を検出する第2の異常検出回路4aと、第2の異常
検出回路4aの検出出力から放電ランプLaが異常状態
か否かを判定して検出信号を出力する第2の異常判定回
路4bとから構成される。
【0033】ここで、異常検出切換制御部5は、全点灯
時から所定の調光比までの範囲では第1の異常検出部3
の検出出力を発振制御部2に出力し、所定の調光比以下
の範囲では第2の異常検出部4の検出出力を発振制御部
2に出力している。そして、発振制御部2は、異常検出
切換制御部5を介して第1又は第2の異常検出部3,4
から放電ランプLaの異常を示す検出信号が入力される
と、高周波電源部1の出力を停止させて、放電ランプL
aを消灯させる。尚、発振制御部2は、放電ランプLa
の異常を示す検出信号が入力された際に、高周波電源部
1の出力を間欠的に停止させるようにしても良い。
【0034】本回路の具体回路図を図2及び図3に示
し、以下具体回路図を参照して各部の説明を行う。尚、
本回路の基本構成は上述した図6又は図9の回路と同様
であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。高周波電源部1は、交流電源ACを
整流する整流器DBと、整流器DBの整流出力を平滑し
て直流電圧VDCを発生するチョッパー部1aと、チョッ
パー部1aの直流電圧VDCを高周波電圧に変換して放電
ランプLa1 ,La2 に供給するインバータ部1bとか
ら構成される。
【0035】インバータ部1bは、チョッパー部1aの
直流出力端間に接続され発振制御部2の駆動信号a〜c
によって高周波で交互にオン・オフされるスイッチング
素子Q1 ,Q2 と、スイッチング素子Q1 ,Q2 の接続
点に直流カット用のコンデンサC1 を介して一端が接続
されたチョークコイルLと、チョークコイルLの他端に
接続されたバランサT1 と、スイッチング素子Q2 の両
端間にコンデンサC1、チョークコイルL、バランサT
1 からなる直列回路を介して電源側端子が接続された放
電ランプLa1 ,La2 と、放電ランプLa1 ,La2
の非電源側端子間に夫々接続されたコンデンサC2 ,C
3 とから構成されており、チョークコイルL及びコンデ
ンサC2 ,C3 から共振回路が形成されている。ここ
で、スイッチング素子Q1 ,Q2 が高周波で交互にオン
・オフすることによって、直流電圧VDCが高周波電圧に
変換されて、放電ランプLa1 ,La2 に略正弦波状の
高周波電力が供給される。尚、本実施形態ではインバー
タ部1bをハーフブリッジ構成としているが、インバー
タ部1bの構成をハーフブリッジ構成に限定する趣旨の
ものではなく、一石式インバータ回路を用いても良い。
【0036】第1の異常検出回路3aは上述した図5の
回路と同様の構成を有しており、放電ランプLa1 ,L
2 のランプ電圧を検出して、検出電圧Veaを出力す
る。第1の異常判定回路3bは、第1の異常検出回路3
aの検出電圧Veaと基準電圧V ref1とを比較するコンパ
レータCP1 から構成される。放電ランプLa1 ,La
2 の正常時は、検出電圧Veaが基準電圧Vref1よりも小
さく、コンパレータCP 1 の出力はハイになる。一方、
放電ランプLa1 ,La2 が寿命末期等の異常状態にな
ると、ランプ電圧が上昇し、検出電圧Veaも上昇するの
で、検出電圧Veaが基準電圧Vref1よりも大きくなり、
コンパレータCP1 の出力はローになる。
【0037】また、第2の異常検出回路4aは、例えば
負特性を有するサーミスタからなる感温素子RT 及び抵
抗R8 からなる直列回路と、抵抗R8 に並列接続された
コンデンサC8 とから構成され、感温素子RT と抵抗R
8 との直列回路には電圧VCCが印加されている。第2の
異常判定回路4bは、感温素子RT と抵抗R8 との接続
点の電圧Vebと基準電圧Vref2とを比較するコンパレー
タCP2 からなり、電圧Vebが基準電圧Vref2よりも大
きくなると、コンパレータCP2 の出力がローになる。
例えば感温素子RT は、寿命末期の放電ランプLa1
La2 を調光点灯した場合に異常発熱するバランサT1
の近傍に配置されており、バランサT1の異常発熱によ
って感温素子RT の周囲温度が上昇すると、感温素子R
T の抵抗値が小さくなり、感温素子RT と抵抗R8 との
接続点の電圧Vebが上昇する。ここで、放電ランプLa
1 ,La2 の正常点灯時には、バランサT1 の異常発熱
は発生せず、電圧Vebが基準電圧Vref2よりも小さいの
で、コンパレータCP2 の出力はハイになる。一方、放
電ランプLa1 ,La2 の寿命末期等の異常点灯時に、
バランサT1 の異常発熱によって感温素子RT の周囲温
度が所定のしきい値よりも高くなり、電圧Vebが基準電
圧Vref2よりも大きくなると、コンパレータCP2 の出
力がローになる。尚、放電ランプLa1 ,La2 の異常
点灯時に、バランサT1 の表面温度が許容温度に達する
時の電圧値Vebよりも、低い電圧値に基準電圧Vref2
設定されている。また、本実施形態では感温素子RT
バランサT1 の近傍に配置して、バランサT1 の異常発
熱を検出しているが、感温素子RT をインバータ部1b
のチョークコイルLの近傍に配置して、チョークコイル
Lの異常発熱を検出するようにしてもよい。
【0038】異常検出切換制御部5は、所定の調光比T
に対応した基準電圧Vref3と調光信号Vsとを比較する
コンパレータCP3 及びトランジスタQ5 〜Q8 を備え
ており、全点灯時から所定の調光比Tまでの範囲、すな
わち、調光信号Vsが基準電圧Vref3よりも大きい範囲
(Vs>Vref3)では、コンパレータCP3 の出力がハ
イになり、コンパレータCP1 の出力端にコレクタが接
続されたトランジスタQ5 がオフして、コンパレータC
2 の出力端にコレクタが接続されたトランジスタQ7
がオンする。トランジスタQ7 がオンすると、トランジ
スタQ8 が強制的にオフされるので、コンパレータCP
1 (即ち第1の異常判定回路3b)の出力によってトラ
ンジスタQ6 がオン・オフされて、トランジスタQ4
オン・オフし、ドライバIC21への電源供給をオン・
オフする。したがって、全点灯時から所定の調光比Tま
での範囲では、第1の異常判定回路3bの検出信号によ
ってインバータ部1bの発振がオン・オフされる。
【0039】一方、所定の調光比T以下の範囲、すなわ
ち、調光信号Vsが基準電圧Vref3よりも小さい範囲で
は(Vs<Vref3)、コンパレータCP3 の出力がロー
になり、コンパレータCP1 の出力端にコレクタが接続
されたトランジスタQ5 がオンして、コンパレータCP
2 の出力端にコレクタが接続されたトランジスタQ7
オフする。トランジスタQ5 がオンすると、トランジス
タQ6 が強制的にオフされるので、コンパレータCP2
(即ち第2の異常判定回路4b)の出力によってトラン
ジスタQ8 がオン・オフされて、トランジスタQ4 がオ
ン・オフし、ドライバIC21への電源供給をオン・オ
フする。したがって、所定の調光比T以下の範囲では、
第2の異常判定回路4bの検出信号によってインバータ
部1bの発振がオン・オフされる。
【0040】ここで、異常点灯時の検出電圧Veaが基準
電圧Vref1よりも小さくなり第1の異常検出部3が異常
点灯を検出できなくなる時の調光比をP、異常点灯時に
スイッチング素子Q1 ,Q2 に素子が破壊に到るほどの
ストレスがかかる時の調光比をR、異常点灯時にバラン
サT1 の表面温度が許容温度に達する時の調光比をS、
異常検出切換制御部5が第1及び第2の異常検出部3,
4の検出信号を切り換える時の所定の調光比をTとする
と、S<P<T<Rの関係が成立するように、各検出回
路及び切換回路の基準電圧Vref1〜Vref3を設定すれば
良い。尚、異常検出切換回路6が検出回路の出力を切り
換える際の所定の調光比Tは略50%に設定するのが望
ましい。
【0041】そして、基準電圧Vref1〜Vref3を上述の
ように設定することにより、全点灯時から所定の調光比
Tまでの範囲では、第1の異常検出部3が動作し、放電
ランプLa1 ,La2 の放電状態から放電ランプL
1 ,La2 の異常を検出すると、インバータ部1bの
発振を停止させて、スイッチング素子Q1 ,Q2 の破壊
を防止する。一方、調光比が所定の調光比T以下で、且
つ、調光比Sよりも高い範囲では、第2の異常検出部4
が動作し、感温素子RT を用いてバランサT1 の表面温
度の異常上昇を検出すると、インバータ部1bの発振を
停止させて、バランサ等の構成素子の異常発熱を防止す
る。尚、異常点灯時にバランサT1 の表面温度が許容温
度に達する時の調光比Sよりも調光比が低い範囲では、
寿命末期の放電ランプLa1 ,La2 を点灯させても、
スイッチング素子Q1 ,Q2 の破壊や、構成素子の表面
温度の異常上昇は発生しないため、第1及び第2の異常
検出部3,4が動作しなくても、実質的には問題ない。
このように、異常検出切換制御部5が、調光信号Vsと
所定の基準値Vref3との大小に応じて、第1及び第2の
異常検出部3,4を切り換えているので、寿命末期等の
異常状態の放電ランプLa1 ,La2 を調光点灯した場
合でも、放電ランプLa1 ,La2 の異常状態を確実に
検出でき、スイッチング素子Q1 ,Q2の破損や、イン
バータ部1bの構成素子の異常発熱を防止できる。した
がって、従来回路のように第1及び第2の異常検出部
3,4の感度を高感度にする必要がないので、放電ラン
プLa1 ,La2 の正常点灯時に第1及び第2の異常検
出部3,4が誤動作するのを防止できる。
【0042】(実施形態2)実施形態1では第2の異常
検出回路4aをバランサT1 の表面温度を検出する感温
素子RT から構成しているが、本実施形態では、第2の
異常検出回路4aが、異常点灯時に2灯の放電灯L
1 ,La2 に発生するランプ電圧の差から放電ランプ
La1 ,La2 の寿命末期を検出している。
【0043】本実施形態の第2の異常検出回路4aを図
4に示す。尚、第2の異常検出回路4a以外の回路構成
は実施形態1と同様であるので、共通する部分の図示及
び説明を省略する。第2の異常検出回路4aは、バラン
サT1 に設けられた巻線n1 に発生する電圧を全波整流
するダイオードブリッジDB1 と、ダイオードブリッジ
DB1 の直流出力端間に接続された抵抗R9 ,R10の直
列回路と、抵抗R10に並列接続されたコンデンサC9
から構成される。
【0044】ここで、第2の異常検出回路4aは、バラ
ンサT1 に設けた二次巻線n1 を用いて、いずれか一方
の放電ランプLa1 ,La2 が寿命末期となった場合に
発生する2灯の放電ランプLa1 ,La2 の電圧差を検
出しており、この電圧をダイオードブリッジDB1 によ
り全波整流し、さらにダイオードブリッジDB1 の整流
電圧を抵抗R9 ,R10により分圧し、コンデンサC9
用いて平滑する。そして、コンデンサC9 の両端電圧V
ebを第2の異常判定回路4bに出力し、第2の異常判定
回路4bで電圧Vebと基準電圧Vref2との大小を比較す
ることにより、放電ランプLa1 ,La2 の調光点灯時
においても、バランサT1 の特性変化から放電ランプL
1 ,La2 の寿命末期等の異常状態を検出して、イン
バータ部1bの発振を瞬時に停止させることができる。
【0045】ところで、いずれか一方の放電ランプLa
1 ,La2 が寿命末期となった場合は、放電ランプLa
1 ,La2 の全調光範囲にわたって2灯の放電ランプL
1,La2 の電圧差が発生し、高光束時(調光比が高
い場合)にも第2の異常検出回路4aで放電ランプLa
1 ,La2 の異常を検出することができるので、高光束
時に異常検出切換制御部5が第2の異常検出部4から第
1の異常検出部3に切り換える必要はないが、2灯の放
電ランプLa1 ,La2 が共に寿命末期となった場合
は、2灯のランプ電圧が略等しくなり、第2の異常検出
回路4aは2灯のランプ電圧の差から放電ランプL
1 ,La2 の寿命末期を検出できなくなるため、高光
束時に放電ランプLa1 ,La2 の異常を検出する第1
の異常検出部3が必要となる。
【0046】また、低光束時に異常検出切換制御部5が
第1の異常検出部3から第2の異常検出部4に切り換え
て、2灯の放電ランプLa1 ,La2 のランプ電圧の電
圧差から放電ランプLa1 ,La2 の寿命末期を検出す
る際に、2灯の放電ランプLa1 ,La2 が共に寿命末
期となると、2灯の放電ランプLa1 ,La2 のランプ
電圧に電圧差が発生せず、第2の異常検出部4が放電ラ
ンプLa1 ,La2 の寿命末期を検出することができな
い。しかしながら、低光束時には、2灯の放電ランプL
1 ,La2 のランプ電圧の電圧差が小さいので、バラ
ンサT1 には過電圧が印加されず、バランサT1 が異常
発熱することはなく、第2の異常検出部4が検出不能と
なっても問題はない。
【0047】尚、本実施形態ではバランサT1 に発生す
る電圧を検出しているが、バランサT1 に流れる電流
や、バランサT1 に流れる電流をバランサT1 に発生す
る電圧と掛け合わせて得られる電力を検出しても良い。 (実施形態3)実施形態2の第2の異常検出回路4aで
は、バランサT1 に設けた巻線n1 から2灯の放電ラン
プLa1 ,La2 に発生するランプ電圧の電圧差を検出
し、この電圧差から放電ランプLa1 ,La2 の寿命末
期等の異常状態を検出しているが、本実施形態では第2
の異常検出回路4aが、インバータ部1bのチョークコ
イルLに発生する電圧を検出し、この電圧から放電ラン
プLa1 ,La2 の異常状態を検出している。
【0048】本実施形態の第2の異常検出回路4aを図
5に示す。尚、第2の異常検出回路4a以外の回路構成
は実施形態1と同様であるので、共通する部分の図示及
び説明を省略する。第2の異常検出回路4aは、チョー
クコイルLに設けられた二次巻線n2 に発生する電圧を
全波整流するダイオードブリッジDB1 と、ダイオード
ブリッジDB1 の直流出力端間に接続された抵抗R9
10の直列回路と、抵抗R10に並列接続されたコンデン
サC9 とから構成される。
【0049】ここで、チョークコイルLに設けた二次巻
線n2 を用いて、インバータ部1bのチョークコイルL
に発生する電圧を検出しており、この電圧をダイオード
ブリッジDB1 により全波整流し、さらにダイオードブ
リッジDB1 の整流電圧を抵抗R9 ,R10により分圧
し、コンデンサC9 を用いて平滑する。そして、コンデ
ンサC9 の両端電圧Vebを第2の異常判定回路4bに出
力し、第2の異常判定回路4bで電圧Vebと基準電圧V
ref2との大小を比較する。
【0050】放電ランプLa1 ,La2 が寿命末期等の
異常状態になった場合、インバータ部1bの共振電流が
正常点灯時に比べて増加するため、チョークコイルLが
異常発熱する可能性がある。この時、インバータ部1b
の共振電流が増加すると、第2の異常検出回路4aの出
力電圧Vebが増加して基準電圧Vref2を上回るので、出
力電圧Vebが基準電圧Vref2を上回ったことから放電ラ
ンプLa1 ,La2 の異常状態を検出し、発振制御部2
にインバータ部1bの発振を停止させて、チョークコイ
ルLの異常発熱を防止する。
【0051】尚、本実施形態では、第2の異常検出回路
4aがチョークコイルLに発生する電圧を検出している
が、チョークコイルLに流れる電流、或いは、チョーク
コイルLで消費される電力を検出するようにしてもよ
い。
【0052】
【発明の効果】上述のように、請求項1の発明は、直流
電圧を高周波電圧に変換して放電ランプに供給する高周
波電源部と、外部から入力された制御信号に応じて高周
波電源部の出力を変化させて放電ランプの調光比を変化
させる発振制御部と、放電ランプの放電状態から放電ラ
ンプの異常状態を検出する第1の異常検出部と、第1の
異常検出部が検出不能となる所定の調光比以下の範囲で
放電ランプの異常によって特性が変化する高周波電源部
の構成素子の特性変化から放電ランプの異常状態を検出
する第2の異常検出部と、全点灯時から所定の調光比ま
での範囲では第1の異常検出部の検出信号を発振制御部
に出力するとともに、所定の調光比以下の範囲では第2
の異常検出部の検出信号を発振制御部に出力する切換制
御部とを設け、発振制御部が切換制御部を介して入力さ
れた検出信号に応じて高周波電源部の出力を停止させて
おり、請求項2の発明は、上記高周波電源部の停止状態
が間欠的であるので、切換制御部が調光比に応じて第1
及び第2の異常検出部を切り換えることによって、全て
の調光範囲において放電ランプの異常状態を検出するこ
とができ、構成素子の破壊を確実に防止することができ
るという効果がある。また、切換制御部が調光比に応じ
て第1及び第2の異常検出部を切り換えているので、第
1及び第2の異常検出部の感度を高感度に設定する必要
がなく、第1及び第2の異常検出部の誤動作を防止でき
るという効果もある。
【0053】請求項3の発明は、第2の異常検出部が高
周波電源部の構成素子の温度変化から放電ランプの異常
状態を検出しているので、構成素子の異常発熱から放電
ランプの異常状態を確実に検出できるという効果があ
る。請求項4の発明は、請求項1又は2の発明におい
て、第2の異常検出部が高周波電源部の構成素子の電気
量の変化から放電ランプの異常状態を検出しているの
で、放電ランプが異常状態となったことによる電圧、電
流、電力などの電気量の変化から放電ランプの異常状態
を確実に検出できるという効果がある。
【0054】請求項5の発明は、請求項1又は2の発明
において、放電ランプを複数設けるとともに、複数のラ
ンプに流れるランプ電流を均等にするバランサを設け、
第2の異常検出部がバランサの特性変化から放電ランプ
の異常状態を検出しているので、複数の放電ランプの内
の1灯が異常状態となった場合にも、複数の放電ランプ
の電気量の差やバランサの異常発熱から、放電ランプの
異常状態を確実に検出できるという効果がある。
【0055】請求項6の発明は、高周波電源部が、放電
ランプに共振電流を流す共振回路をコンデンサと共に構
成するチョークコイルを備え、第2の異常検出部がチョ
ークコイルの特性変化から放電ランプの異常状態を検出
しているので、放電ランプの異常時に共振電流が変化す
るのを検出することによって、放電ランプの異常状態を
確実に検出できるという効果がある。
【0056】請求項7の発明は、所定の調光比を略50
%としており、望ましい放電灯点灯装置を実現できると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1の放電灯点灯装置の基本構成を示す
概略構成図である。
【図2】同上の具体回路図である。
【図3】同上の制御部を示す回路図である。
【図4】実施形態2の放電灯点灯装置の一部省略せる回
路図である。
【図5】実施形態3の放電灯点灯装置の一部省略せる回
路図である。
【図6】従来の放電灯点灯装置の回路図である。
【図7】(a)は同上の調光比と異常検出部の検出電圧
との関係を示す図であり、(b)は同上の調光比とバラ
ンサ表面温度との関係を示す図である。
【図8】同上の別の放電灯点灯装置の回路図である。
【図9】同上の一部省略せる放電灯点灯装置の回路図で
ある。
【図10】同上の調光比と検出電圧との関係を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 高周波電源部 2 発振制御部 3 第1の異常検出回路 4 第2の異常検出回路 5 異常検出切換制御部 La 放電ランプ Vs 調光信号

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電圧を高周波電圧に変換して放電ラン
    プに供給する高周波電源部と、外部から入力された制御
    信号に応じて高周波電源部の出力を変化させて放電ラン
    プの調光比を変化させる発振制御部と、放電ランプの放
    電状態から放電ランプの異常状態を検出する第1の異常
    検出部と、第1の異常検出部が検出不能となる所定の調
    光比以下の範囲で放電ランプの異常によって特性が変化
    する高周波電源部の構成素子の特性変化から放電ランプ
    の異常状態を検出する第2の異常検出部と、全点灯時か
    ら所定の調光比までの範囲では第1の異常検出部の検出
    信号を発振制御部に出力するとともに、所定の調光比以
    下の範囲では第2の異常検出部の検出信号を発振制御部
    に出力する切換制御部とを設け、発振制御部が切換制御
    部を介して入力された検出信号に応じて高周波電源部の
    出力を停止させることを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】上記高周波電源部の停止状態が間欠的であ
    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】第2の異常検出部が高周波電源部の構成素
    子の温度変化から放電ランプの異常状態を検出すること
    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】第2の異常検出部が高周波電源部の構成素
    子の電気量の変化から放電ランプの異常状態を検出する
    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。
  5. 【請求項5】放電ランプを複数設けるとともに、複数の
    ランプに流れるランプ電流を均等にするバランサを設
    け、第2の異常検出部がバランサの特性変化から放電ラ
    ンプの異常状態を検出す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。
  6. 【請求項6】高周波電源部が、放電ランプに共振電流を
    流す共振回路をコンデンサと共に構成するチョークコイ
    ルを備え、第2の異常検出部がチョークコイルの特性変
    化から放電ランプの異常状態を検出することを特徴とす
    る請求項1又は2記載の放電灯点灯装置。
  7. 【請求項7】所定の調光比が略50%であることを特徴
    とする請求項1乃至6記載の放電灯点灯装置。
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