JPS63175395A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、蛍光灯などの放電灯を高周波で点灯させる放
電灯点灯装置に関するものである。

（従来技術） 直流電圧を高周波に変換して負荷を駆動するインバータ
装置においては、回路異常時等の過電流によるスイッチ
ング素子のストレス低減、あるいは、回路構成部品から
の発煙・発火などに対する安全対策として過電流防止手
段を設けられる場合が多い。第６図はこのような従来例
を示したものである。

第６図（、ｌ）の回路において、トランジスタＱ、はイ
ンバータ回路の主スイツチング素子であり、このトラン
ジスタＱ、のエミッタには、電流検出用の抵抗Ｒ９が直
列接続されている。トランジスタＱ、に過電流が流れる
と、エミッタ抵抗Ｒ３の電圧降下が大きくなる。コンパ
レータＣＰは、このエミッタ抵抗Ｒ，に生じる電圧ｖＲ
３を基準電圧Ｖｒと比較する。電圧ＶＲＩが基準電圧Ｖ
ｒ以上になると、コンパレータＣＰの出力はＨレベルと
なり、抵抗ＲＺを介してトランジスタＱ３にベース電流
を供給して、トランジスタＱ、をオンさせる。これによ
って、トランジスタＱ＋の駆動信号を短絡して、トラン
ジスタＱ１を急激にオフさせ、過電流を防止する。図中
、抵抗Ｒ１２はトランジスタＱ１のベース抵抗、コンデ
ンサＣ１はスピードアップコンデンサである。

第６図（ｂ）の回路は、同図（ａ）の回路と同様にして
コンパレータＣＰにより検出した信号を、ラッチ回路７
でラッチして、持続的な発振停止信号を得るものであり
、過電流が発生した後は、インバータ回路の発振を停止
させるように構成したものである。

上述のような保護回路は、蛍光灯などの放電灯を負荷と
するインバータ回路においても有効である。ただし、放
電灯が負荷である場合においては、−ａ的な負荷の場合
に比べると次のような特徴がある。

第１に、蛍光灯には、放電を開始するまでの始動過程が
あり、この間に、負荷インピーダンスが大幅に変動する
ことになり、過電流が流れやすい。

したがって、始動時に過電流を検出してインバータ回路
の発振を低減又は停止させると蛍光灯は点灯に至らない
。

第２に、蛍光灯の寿命末期においては、フィラメントに
塗布された電子放出物質（エミッタ）が消耗し、最後に
は放電停止に至るが、その過程において、蛍光灯の２つ
のフィラメントのうちいずれか一方の電子放出物質が先
になくなり、一方向にしか放電しない“半波放電”状態
が生じる。この状態においては、蛍光灯が整流作用を持
つため、蛍光灯の限流素子として用いられるインダクタ
ンス素子の限流作用が減少し、過大な電流が流れる。

このような寿命末期の過電流に対しては、−ｍの負荷の
場合と異なり、蛍光灯は消耗品であり、取り替えて使用
されることから、単に過電流を防止するだけでなく、蛍
光灯が寿命末期であることを表示する機能が要求される
。従って、回路異常時に安全を確保する為の過電流防止
とは異なった対応が必要となる。

（発明の目的） 本発明は上述のような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、蛍光灯のような放電灯をイン
バータ回路で高周波点灯する場合に、放電灯の寿命末期
の過電流と回路異常に起因する過電流とを簡単な構成で
確実に検出し、それぞれの場合に応じた保護動作を行い
得るようにした放電灯点灯装置を提供するにある。

（発明の開示） 本発明に係る放電灯点灯装置にあっては、インバータ回
路の発振出力により放電灯を高周波点灯させる点灯装置
において、インバータ回路のスイッチング素子に流れる
電流を電圧に変換する電流検出手段と、前記電流検出手
段により発生する検出電圧を第１の基準電圧と比較して
、第１の基準電圧以上となった場合に検出信号を発生す
る第１の検出回路と、前記電流検出手段により発生する
検出電圧を第１の基準電圧よりも高い第２の基準電圧と
比較して、第２の基準電圧以上となった場合に検出信号
を発生する第２の検出回路とを備え、放電灯寿命末期の
場合に、前記電流検出手段により発生する検出電圧が第
１の基準電圧以上で第２の基準電圧未満となるように、
第１及び第２の基準電圧を設定して成ることを特徴とす
るものである。

本発明にあっては、このように放電灯寿命末期の場合に
、スイッチング素子に流れる電流に応じて電流検出手段
により発生する検出電圧が第１の基準電圧以上で第２の
基準電圧未満となるように、第１及び第２の基準電圧を
設定したから、放電灯寿命末期には、電流検出手段によ
り発生する検出電圧が第１の基準電圧を越えることによ
り、第１の検出回路が検出信号を発生し、回路異常等に
よる過電流が生じたときには、電流検出手段により発生
する検出電圧が第２の基準電圧を越えることにより、第
２の検出回路が検出信号を発生するものであり、各検出
回路の検出信号により、それぞれの場合に応じた保護動
作を行うことができるものである。

以下、本発明の実施例について説明する。

火１ヱ［Ｌ 第１図は本発明の一実施例の要部回路図である。

インバータ回路の主スイツチング素子となるトランジス
タＱ１のエミッタ側には、電流検出用の抵抗Ｒ１を直列
接続しである。この抵抗ＲＩに生ずる電圧降下を、検出
回路１及び検出回路２で検出し、検出信号■、■を得て
いる。検出回路１はコンパレータＣＰ、、基準電圧Ｖｒ
ｌ、アンドゲートＧ３、スイッチＳ界等から成る。また
、検出回路２は、コンパレータＣＰ　２、基準電圧Ｖｒ
２から成る。これらの検出回路１．２は、検出抵抗Ｒ，
による検出電圧ＶＲ３が、各々基準電圧Ｖｒ１．Ｖｒ２
以上になると、それぞれコンパレータＣＰ、、ＣＰ２の
出力が“Ｈｉｇｂ”レベルとなり、検出信号が得られる
ものである。

ただし、検出回路１においては、コンパレータＣＰＩの
出力を、抵抗Ｒ１及びスイッチＳＷの接続点の電圧信号
と共にアンドゲートＧ１に入力し、このアンドゲートＧ
１の出力を検出信号としている。スイッチＳＷは、放電
灯が完全に点灯するまでの間、オンされる。抵抗Ｒ１及
びスイッチＳＷの接続点の電圧信号は、スイッチＳＷが
オンのときにはＬｏｗ”レベル、スイッチＳＷがオフの
ときには゛’Ｈｉｇｈ″レベルである。したがって、放
電灯の始動時に検出抵抗Ｒ，による検出電圧ｖＲ１が一
時的に基準電圧Ｖｒ１以上となり、コンパレータＣＰ、
の出力がＨｉｇｈ”レベルとなっても、スイッチＳＷが
オンされている間は、検出信号■をｌ　Ｌ　Ｏ＠１ルベ
ルとさせることができ、始動時の過電流によるインバー
タ回路の停止を防止することができる。

第２図は、本実施例の動作説明図であり、第１図回路に
おける基準電圧Ｖｒｌ、Ｖｒ２のレベルの相対関係を示
している。縦軸は検出抵抗Ｒ，による検出電圧ＶＲ１で
あり、横軸は時間ｔである。基準電圧Ｖ　ｒ　１　、　
Ｖ　ｒ　ｚの関係は図示した通り、基準電圧Ｖｒ２を高
く設定し、基準電圧Ｖｒ、を低く設定する。

放電灯の始動過程における検出抵抗Ｒ３による検出電圧
Ｖ　Ｒｌのピーク値を基準電圧Ｖｒｌ、Ｖｒ２の間にな
るように、また通常時（正常点灯時）の検出電圧ＶＲ１
は基準電圧ＶｒＩよりも小さくなるようにする。さらに
、寿命末期時（エミッタ消耗時）の検出抵抗Ｒ，による
検出電圧■Ｒ７は、基準電圧Ｖｒｌ、Ｖｒ２の間になる
ようにする。このように基準電圧Ｖｒｌ、Ｖｒ２を設定
することにより、放電灯の寿命末期は基準電圧Ｖｒ１に
より検出し、その検出信号により、放電灯が寿命末期で
あることの表示を行ったり、あるいは、発振モードを変
えてインバータ出力を低減させることにより、スイッチ
ング素子のストレスを低減させる。

また、回路の異常等による過電流は基準電圧■ｒ２によ
り検出し、この検出信号が得られた場合には、インバー
タ回路の発振を即時停止させたり、発振モードを変えて
インバータ出力を低減させることにより、発煙・発火あ
るいは爆発等を防止し、点灯装置の安全性を確保するも
のである。

Ｋ１燵ｉ 第３図は、本発明の他の実施例の要部回路図である０本
実施例にあっては、第１図実施例における検出抵抗Ｒ１
の代わりに、カレントトランスＣＴの１次巻線をトラン
ジスタＱ１のコレクタ側に直列接続し、このカレントト
ランスＣＴの２次巻線に流れる電流を抵抗Ｒ１にて電圧
に変換している。抵抗Ｒ３に生じた電圧は、検出回路１
．２に入力されて、第１及び第２の基準電圧と比較され
る。

検出回路１．２の構成及び動作については、第１図実施
例について既に説明したものと同一であるので、その説
明は省略する： 及１鮭１ 第４図は、本発明のさらに他の実施例の回路図であり、
本発明をハーフブリッジ式インバータ回路に用いた例で
ある。直流電源Ｅに対して、第１の主トランジスタＱ１
と第２の主トランジスタＱ２とが直列に接続され、主ト
ランジスタＱ、、Ｑ２のエミッタ側にはそれぞれ検出抵
抗Ｒ＋　、　Ｒ２が接続され、また各々に逆並列にダイ
オードＤ、、Ｄ、が接続されている。これら２つの主ト
ランジスタＱ１、Ｑ２は交互にオンオフされる。主トラ
ンジスタＱ２の両端には、コンデンサＣ２を並列接続さ
れた放電灯ＤＬが、チョークコイルＬ、とコンデンサＣ
３を介して接続されている。このようなハーフブリッジ
式インバータ回路においては、主トランジスタが２つ存
在するため、検出回路も２組必要となる。第４図の回路
においては、放電灯寿命末期の検出回路１はトランジス
タＱ１のエミッタ側の検出抵抗Ｒ１に接続し、回路異常
時の安全性確保のための検出回路２は各検出抵抗Ｒ，，
Ｒ２に接続している。

第５図は、第４図回路をより具体化した回路を示す、駆
動信号入力端子Ａ、Ｂからの駆動信号は、ドライブ回路
３，４を介して主トランジスタＱ２゜Ｑ、のベースに入
力されている。今、回路異常によって、主トランジスタ
Ｑ２に過大電流が流れ、検出抵抗Ｒ２による検出電圧が
ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧を越えると、
トランジスタＱ、が導通し、駆動信号入力端子ＡをＬレ
ベルにプルダウンするため、主トランジスタＱ２はオフ
する。従って、ツェナーダイオードＺＤ２、抵抗Ｒ４、
トランジスタＱ４は、主トランジスタＱ２についての第
２の検出回路２を構成している。主トランジスタＱ、に
ついても同様であり、ツェナダイオードＺＤ、、抵抗Ｒ
５、トランジスタＱコは、主トランジスタＱ１について
の第２の検出回路２を構成している。

また、検出抵抗ＲＩによる検出電圧は、ダイオードＤ、
を介して平滑用のコンデンサＣ２に充電される。コンデ
ンサＣ３には放電用の抵抗Ｒ６が並列接続されている。

コンデンサＣ３の充電電圧は、コンパレータＣＰ、によ
り基準電圧Ｖｒ＋と比較される。これらのダイオードＤ
１、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ６、基準電圧Ｖｒ＋、コン
パレータＣＰ１は第１の検出回路１を構成している。放
電灯寿命末期において、コンデンサＣ３の充電電圧が基
準電圧Ｖｒ１以上となれば、コンパレータＣＰ１の出力
が“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、抵抗Ｒ１を介して、カウ
ンター回路５の入力ＣにＨｉｇｂ”レベルの過電流検出
信号が入力される。カウンター回路５は、過電流検出信
号が所定回数入力された場合には、出力Ｑを“Ｈｉｇｈ
”レベルとし、抵抗Ｒ９を介してトランジスタＱ６をオ
ンにして、抵抗ＲＩＧを介して発光ダイオードＬＤに通
電する。この発光ダイオードＬＤの点灯により、放電灯
寿命末期であることを表示する。なお、カウンター回路
５の出力Ｑにより、インバータ回路の発振停止信号も得
ている。

タイマー回路６は電源投入時から放電灯ＤＬが点灯する
までの一定時間、その出力を“Ｈｉｇｈ”レベルにして
、抵抗Ｒ８を介して、トランジスタＱ５をオンさせて、
カウンター回路５の入力電圧をＬレベルとすることによ
り、寿命末期検出機能を一時的に停止させ、放電灯ＤＬ
の始動時にインバータ回路の発振停止信号が生じること
を防止している。

（発明の効果） 本発明は、インバータ回路の過電流を基準電圧の異なる
第１及び第２の検出回路によって検出し放電灯寿命末期
に検出される検出電圧を、高い基準電圧と低い基準電圧
の間に設定することにより放電灯寿命末期の過電流と、
回路異常等による過電流とを区別して検出することがで
き、各検出回路の検出信号により、それぞれの場合に応
じた保護動作を行うことができるという効果がある。ま
な、本発明にあっては、各検出回路について、検出抵抗
やカレントトランス等の電流検出手段を共用化できるた
め、構成が簡単で安価に製作できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部回路図、第２図は同上
の動作説明図、第３図は本発明の他の実施例の要部回路
図、第４図は本発明のさらに他の実施例の概略構成を示
す回路図、第５図は同上の具体的構成を示す回路図、第
６図（ａ）（ｂ）は従来例の回路図である。 １は第１の検出回路、２は第２の検出回路、Ｑｌ、Ｑ２
はトランジスタ、Ｒ，、Ｒ２は抵抗、ＣＴはカレントト
ランス、Ｖｒｌ、Ｖｒ２は基準電圧、ＤＬは放電灯であ
る。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）インバータ回路の発振出力により放電灯を高周波
   点灯させる点灯装置において、インバータ回路のスイッ
   チング素子に流れる電流を電圧に変換する電流検出手段
   と、前記電流検出手段により発生する検出電圧を第１の
   基準電圧と比較して、第１の基準電圧以上となった場合
   に検出信号を発生する第１の検出回路と、前記電流検出
   手段により発生する検出電圧を第１の基準電圧よりも高
   い第２の基準電圧と比較して、第２の基準電圧以上とな
   った場合に検出信号を発生する第２の検出回路とを備え
   、放電灯寿命末期の場合に、前記電流検出手段により発
   生する検出電圧が第１の基準電圧以上で第２の基準電圧
   未満となるように、第１及び第２の基準電圧を設定して
   成ることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. （２）第１の検出回路は、電源投入後一定時間だけ検出
   機能を停止させるためのタイマー回路を備えて成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電灯点灯装
   置。
3. （３）前記電流検出手段は、スイッチング素子に直列接
   続された抵抗より成ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載の放電灯点灯装置。
4. （４）第１の検出回路の検出信号は、表示手段の作動信
   号とされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第３項のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
5. （５）第１の検出回路の検出信号は、インバータ回路の
   発振出力を低減する制御信号とされていることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載の放電灯点灯装置。
6. （６）第２の検出回路の検出信号は、インバータ回路の
   発振を停止する制御信号とされていることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の放電灯点灯装
   置。