JP4597335B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波インバ−タ回路を用いた直列共振点灯方式の放電灯点灯装置に関し、特に放電灯の寿命末期のフィラメント切れ及び放電灯が正常に挿入されているかどうかの検出回路を備えた放電灯点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の高周波インバータ回路を用いた放電灯点灯装置の例として特開昭63−86399号公報に開示されている放電灯点灯装置について図3を参照しつつ説明する。図3は、従来の放電灯点灯装置の2灯の放電灯を点灯させるインバータ回路部分を示す回路図である。
【0003】
図3において、商用交流電流を図示しない整流平滑回路(例えばブリッジ整流)で全波整流した直流電圧DCがトランジスタインバ−タ回路51に入力される。
トランジスタインバ−タ回路51においては、出力トランジスタ53、54が駆動回路52の出力する駆動信号により高周波で交互にオンオフ駆動され、それぞれチョークコイル(限流インダクタ)55、56とコンデンサ57、58とで形成される2組の直列共振回路の共振周波数より高い数十kHzの高周波電圧が出力される。
この高周波電圧は、負荷として接続された2本の放電灯16、39に与えられ、それぞれのチョークコイル(限流インダクタ)55、56を経て、放電灯16、39の両極のフィラメント16a、16b及びフィラメント39a、39bを介してコンデンサ57、58に高周波電流が流れる。この電流により各フィラメント16a、16b、39a、39bが余熱される。各フィラメント16a、16b、39a、39bの余熱後、駆動回路52の駆動信号の周波数を、チョークコイル55、56とコンデンサ57、58との2組の直列共振回路の共振周波数まで高周波電流の周波数を低下させる。すると、チョークコイル55、56とコンデンサ57、58の共振作用により、各放電灯16、39のそれぞれの両極のフィラメント16a、16b間及びフィラメント39a、39b間に高い共振電圧が加わり両放電灯16、39が点灯する。
【0004】
点灯後、両放電灯16、39に流れる管電流はチョークコイル55、56のインピ−ダンスにより制限される。
出力トランジスタ53、54がデュ−ティ50%でオン/オフ(数十kHz周期)している。したがって、正常点灯中は両放電灯16、39のそれぞれの両極フィラメント16a、16b、39a、39bに並列に接続された各直流カットコンデンサ59、60、61、62に印加される電圧は、直流電源電圧DC(リップル分も含まれる)の半分と放電灯に流れる管電流とコンデンサ57、58に流れる高周波電流の和の電流により直流カットコンデンサ59、60、61、62のインピ−ダンスに応じて生ずる高周波電圧とが合成された電圧となっている。
【0005】
上記のような高周波インバ−タ回路を用いた直列共振点灯方式の天井放電灯点灯装置では、通常一つの点灯装置には複数の放電灯が使用されている。また、図示しない主電源スイッチにより複数の点灯装置をオンオフしており、設置されている場所が高いところにある場合が多いため、1本の放電灯の寿命がきても速やかに交換されることがない。
また、放電灯は、片側の極のフィラメントに塗布されている電子放射物質(エミッター)が無くなる状態(以下、片エミッターレス状態と記す)、両側の極のフィラメントに塗布されている電子放射物質(エミッター)が無くなる状態(以下、両エミッターレス状態と記す)、最後にフィラメントそのものが電子放射物質(エミッター)となってしまいフィラメントそのものが切れてしまう状態を経て末期的症状を段階的に迎える。
【0006】
そのような状態になった放電灯では、フィラメントが切れるまでの各段階で点灯時の高い共振電圧が放電灯のフィラメントに常時もしくは周期的に印加されるために、放電灯のソケットの絶縁不良やフィラメントの加熱等が問題となっていた。
さらに、このような複数の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置で、1本又は2本の放電灯が不動作であるとき、電源スイッチを正しくオフせずに放電灯を交換しようとする場合がある。このとき、正常な複数灯の通電でないため、外しかけの放電灯の電極やソケットに誤って触れると高周波高圧電流による電撃を受け、梯子から転落して重傷を負う危険があった。
このような危険を防ぐため、複数放電灯を有する放電灯点灯装置では、放電灯の寿命末期の検出回路を設けて、その検出出力でインバ−タ回路の動作を停止させるような安全性の改善が要請されていた。
【0007】
そこで、図3に示す動作停止装置の先行例が考案されていた。その装置では、放電灯16、39のそれぞれの接地側フィラメント16b、39bに、それぞれ抵抗63を経由して直流電源電圧を印加し、直流バイアス電流が流れるように構成している。そして、この直流バイアス電流値が所定の値以下になった場合には、検出回路67を構成するスイッチング素子65、66からの信号により駆動回路52が停止して、トランジスタインバータ回路51の発振が停止するようになっている。
【0008】
このように、従来例の放電灯点灯装置では、放電灯16、39の片側のフィラメント16b、39bのみに直流バイアス電流を流し、その直流バイアス電流の電流値を検出し、トランジスタインバ−タ回路の発振を停止させて放電灯に高周波の交流電圧が印加されないようになっている。その結果、放電灯の寿命末期のフィラメント切れによる放電灯点灯装置の保護、及び放電灯の交換時に人体の一部が高電圧部に触れることによる電撃の防止を行っていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、直流バイアス電流を流していない片側のフィラメント16a,39aの導通状態の検出を行っていないため、それらの非検出フィラメント側の放電灯の寿命末期のフィラメント切れによる放電灯点灯装置の保護や放電灯の交換時に電撃の防止は不十分であるという問題があった。
【0010】
また、近年要求されている商用交流電源に対する高調波妨害の低減や省電力に対応し、チョ−クトランスとスイッチング素子にてのチョッピング動作による力率改善回路が使用される傾向にある。このような力率改善回路は、商用交流電流を整流後昇圧し、平滑コンデンサにて平滑した高圧の直流電源の出力を高周波に変換する高周波インバ−タ回路の直流電源としている。
したがって、放電灯の寿命末期のフィラメント切れや放電灯が正常に挿入されていない場合にインバ−タ回路の発振を停止させた場合でも、インバ−タ回路には高圧の直流電圧が供給されている。
【0011】
その結果、一つの電源スイッチで多数の天井照明用の放電灯点灯装置を開閉している場合には、一つの放電灯点灯装置の放電灯が寿命末期であったとしても他の放電灯の照明が必要な場合に電源スイッチを切ることはなく使用される。したがって、放電灯が寿命末期でフィラメントが切れていて力率改善回路の出力の負荷がほとんどなくなった場合に力率改善回路の動作が不安定なり、前記力率改善回路のスイッチング素子にストレスが加わるため放電灯点灯装置が破損するという問題もあった。
【0012】
本発明の目的は、フィラメント切れの放電灯が挿入されている場合や放電灯が挿入されていない場合の放電灯点灯装置において、スイッチング素子のストレスを低減してその装置を保護でき、かつ放電灯の交換時に取扱者の受ける電撃を防止できる放電灯点灯装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係る第1の観点の放電灯点灯装置は、商用交流電流を整流する整流回路、
チョークトランスと、第1のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子をスイッチング駆動する第1の駆動回路と、平滑手段とを有して、前記整流回路からの出力を昇圧して平滑し、直流電源を生成する昇圧チョパ回路、
前記昇圧チョパ回路により形成された直流電源の出力を高周波の高電圧の交流電流に変換するハーフブリッジインバータで構成され、第2のスイッチング素子と第3のスイッチング素子とを交互にオンオフとなるようスイッチング駆動する第2の駆動回路を有するインバータ回路、
放電灯の一方の極のフィラメントとチョークコイルと共振コンデンサが直列に接続された直列共振回路を有し、直流電源となる前記インバータ回路の出力端子と前記チョークコイルが接続された放電灯の一方の極のフィラメントとの間に接続され、放電灯の2極のフィラメントに導通検出用の直流バイアス電流を流すための第1の抵抗と、前記共振コンデンサに並列に接続された第2の抵抗と、により前記放電灯の両極の各フィラメントに直流バイアス電流を流す直流バイアス回路、及び
前記直流バイアス回路に流れる電流の値を検出して出力する電流検出回路と、を有し、
前記電流検出回路の出力した電流値が所定値以下になった時に、前記昇圧チョパ回路の前記第1の駆動回路への供給電圧が低減されて、前記第1のスイッチング素子のスイッチング駆動が停止されて昇圧動作を停止し、且つ前記インバータ回路の前記第2の駆動回路への供給電圧が低減されて、前記インバ−タ回路の出力電圧が下降するよう構成されている。
【0014】
この本発明の放電灯点灯装置によれば、放電灯の両極のフィラメント切れを検出でき、放電灯の交換時の電撃を防止できる。また、多数の放電灯点灯装置を1つの電源スイッチで開閉するシステムにおいても、フィラメント切れの放電灯が挿入されている場合や放電灯が挿入されていない場合の放電灯装置のスイッチング素子に対するストレスを低減できる。さらに、正常な放電灯に交換し、再点灯させる場合にも商用交流電源を一旦入れ直す必要がない放電灯点灯装置を提供出来る。
【0015】
本発明に係る第2の観点の放電灯点灯装置は、前記の第1の観点における前記電流検出回路は、前記インバータ回路の出力端子を前記第1の抵抗と前記チョークコイルを介して放電灯の一方の極のフィラメントの電源側に接続し、他方の極のフィラメントの電源側に直流カットコンデンサを介して接地側に接続し、前記放電灯の両極のフィラメントの非電源側間に前記共振コンデンサを接続し、前記直流カットコンデンサに並列にダイオードが接続され、前記直流カットコンデンサの放電灯側端子にダイオードのカソードを接続し、接地側端子に前記ダイオードのアノードを接続して構成してもよい。
【0016】
この構成によれば、放電灯の寿命末期の片エミッターレス状態になった場合でも前記直流バイアス電流値を検出する電流検出回路が安定に動作する。その結果、放電灯がソケットに正常に挿入されているかどうかの検出や放電灯の寿命末期のフィラメント切れの検出ができる。
【0017】
本発明に係る第3の観点の放電灯点灯装置は、前記の第1又は第2の観点における複数個の放電灯を1つの放電灯点灯装置により並列点灯する放電灯点灯装置であって、
放電灯点灯装置は、それぞれの放電灯に対する前記直流バイアス回路及び前記電流検出回路を備え、それぞれの放電灯において前記電流検出回路の出力する電流値が所定値以下になった時に、前記昇圧チョパ回路の前記第1の駆動回路への供給電圧が低減されて、前記第1のスイッチング素子のスイッチング駆動を停止されて昇圧動作が停止し、且つ前記インバータ回路の前記第2の駆動回路への供給電圧が低減されて、前記インバ−タ回路の出力電圧が下降するよう構成してもよい。この構成によれば、複数個の放電灯のうち、いずれかの放電灯が寿命末期状態になったとき等にインバータ回路の出力電圧が下降している。その結果、放電灯を交換するときに、放電灯に高圧の高周波電圧が印加されないので電撃を防止できる。
【0018】
本発明に係る第4の観点の放電灯点灯装置は、前記の第1乃至第3の観点における前記昇圧チョッパ回路の前記チョークトランスの補助電源巻線の出力電流を整流し、前記インバータ回路の第2の駆動回路に供給するよう構成してもよい。この構成によれば、前記電流検出回路で検出した直流バイアス電流の値が所定の値以下になった時にチョッパ回路の第1の駆動回路の動作を停止させることで同時にインバ−タ回路の第2の駆動回路の電源の供給も停止させることができる。その結果、放電灯の交換時に、放電灯に高圧の高周波電圧が印加されず、取扱者に対する電撃を防止できる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の放電灯点灯装置の好適な実施例について添付の図1及び図2を参照しつつ説明する。
【0022】
《実施例1》
図1は、本発明の実施例1の放電灯点灯装置のブロック図である。
図1において、商用交流電源1から出力される交流電流は電源スイッチSW1を介して接続されるダイオ−ドブリッジからなる整流回路2で整流され、昇圧チョッパ回路からなる力率改善回路3で昇圧され、所定の高圧の直流電流に変換される。
この力率改善回路3は、チョ−クトランス4の主巻線4aの一端がダイオ−ドブリッジ2のプラス側出力端子2aに接続され、チョ−クトランス4の主巻線4aの他端と接地側端子との間にスイッチング素子5が接続されている。
【0023】
このスイッチング素子5は力率改善駆動回路6(例えば、インフィニオン社IC、品名TDA4862)によって、スイッチング駆動される。また、チョ−クトランス4の出力端子は、ダイオ−ド8を介して平滑コンデンサ9に接続されている。
力率改善回路3の出力端子が接続された平滑コンデンサ9の両端には、ハ−フブリッジインバ−タからなるインバ−タ回路10が接続されている。
このインバ−タ回路10の2つのスイッチング素子11、12は、駆動回路13(例えば、アイア−ル社製IC、品名IR2153)によって駆動される。インバ−タ回路10の出力端子は、放電灯16の2極のフィラメント16a、16bに導通検出用の直流バイアス電流を流すための抵抗14とチョ−クコイル15を介して蛍光灯などの放電灯16の負荷とにそれぞれ接続されている。
【0024】
また、放電灯16の両極のフィラメント16a、16bには、共振用コンデンサ17と前記放電灯の両フィラメント16a、16bに導通検出のための直流バイアス電流を流すための抵抗18とが共振用コンデンサ17に並列に接続されている。また、フィラメント16bの接地側端子には直流カットコンデンサ19が接続されている。さらに、この直流カットコンデンサ19の両端の直流電圧に応じてスイッチング素子23をオンオフ駆動するための抵抗20,21と交流成分の除去のためのコンデンサ22とが抵抗21と並列に接続された電流検出回路7が設けられている。また、直流カットコンデンサ19にアノ−ド端子が接地側に、カソ−ド端子がコンデンサ19と抵抗20の接続点にそれぞれ接続したダイオード35が並列に接続されている。
【0025】
また、ダイオ−ドブリッジ2のプラス側出力端子2aは、抵抗31,32を介してコンデンサ27に接続され、整流された直流はコンデンサ27で平滑され、力率改善回路6に供給される。
一方この抵抗32とコンデンサ27の接続点からスイッチング素子30のエミッタ間に抵抗29が、スイッチング素子33のドレイン間に抵抗28がそれぞれ接続されている。スイッチング素子30のコレクタとスイッチング素子33のソ−スは接地側に接続されている。スイッチング素子33のゲ−ト端子はスイッチング素子23のドレインと接続され、さらに抵抗34を介して抵抗31と抵抗32との接続点に接続されている。
【0026】
また、チョ−クトランス4の補助電源巻線4bと電流検出巻線4cの一端は接地側に接続され、一方チョ−クトランス4の補助電源巻線4bの他端はダイオ−ド25に接続されている。ダイオード25により整流された直流電圧は、コンデンサ24にて平滑され、インバ−タ回路10の駆動回路13に電源電圧として供給されるとともに、ダイオ−ド26で整流されて力率改善駆動回路6に供給されている。
一方、チョ−クトランス4の電流検出巻線4cの他端は抵抗6aを介して力率改善駆動回路6に接続されている。
【0027】
このように構成された実施例1の放電灯点灯装置において、放電灯16のフィラメント16a、16bが正常な導通状態で、尚かつ放電灯16が正常にソケットに挿入されている場合の動作について説明する。
電源スイッチSW1をオンした電源投入時、まず力率改善回路3が動作していないためスイッチング素子5がオフとなっており、チョ−クトランス4の主巻線4a、ダイオ−ド8、抵抗14,チョ−クコイル15、フィラメント16a、抵抗18,フィラメント16b、抵抗20,21にて構成されるバイアス回路に直流バイアス電流が流れる。ここで、抵抗14,18,20,21の定数を適切に設定すると、この直流バイアス電流により電流検出回路7のスイッチング素子23のゲ−ト端子電圧が上昇してスイッチング素子23がオンする。すると、ダイオ−ドブリッジ2の出力電圧により抵抗32,34を介してオンとなっていたスイッチング素子33オフとなり、スイッチング素子30がオフとなる。
【0028】
これによりダイオ−ドブリッジ2の出力電流が抵抗31,32を介して力率改善駆動回路6に供給され、力率改善駆動回路6が動作し、スイッチング素子5がスイッチング動作を開始する。これにより、力率改善回路3が動作しダイオ−ドブリッジ2の出力電圧を昇圧し、平滑した直流電流を高周波に変換するインバ−タ回路10に供給する。
また、スイッチング素子5がスイッチング動作を開始するとチョ−クトランス4の補助電源巻線4bと主巻線4aの電流検出端子には主巻線4aと補助電源巻線4bとの巻数比に応じたパルス出力電圧が出力される。すると、主巻線4aの電流検出端子の出力電圧は抵抗6aを介して、力率改善駆動回路6への制御信号として(前記TDA4862のゼロ電流検出端子への入力信号として)力率改善駆動回路6に入力される。また、補助電源巻線4bの出力電流はダイオ−ド25にて整流され、コンデンサ24にて平滑され、インバ−タ回路10の駆動回路13に供給される。
【0029】
上述したように力率改善回路3が正常に動作することにより、インバ−タ回路10の駆動回路13が動作する。したがって、スイッチング素子11、12にて構成されるハ−フブリッジインバ−タ回路10からの出力電流が放電灯16に供給され、放電灯16が高周波点灯される。
正常に放電灯16が高周波点灯されると、コンデンサ19の非接地側、即ちフィラメント16bに接続された側の電圧は、高周波電流により生ずる電圧が付加されて力率改善回路3の直流出力電圧(コンデンサ9の電圧)のほぼ半分の電圧となる。したがって、高周波電流による電圧が付加されない電源投入時よりもスイッチング素子23のゲ−ト電圧は高くなり、スイッチング素子23はオンの状態を維持し続ける。
【0030】
ところが、放電灯16が寿命末期となり、フィラメント16b側の電子放射物質(エミッタ−)が喪失する片エミッタ−レスにより整流作用が発生した場合は、コンデンサ19の電圧が接地側よりも瞬間的にマイナス電位となる。したがって、抵抗20,21とコンデンサ22の時定数を増加させてもスイッチング素子23のゲ−ト電圧がマイナス電位となるため、コンデンサ19の電圧が接地側よりも過大にマイナス電位とならないようにダイオ−ド35を追加している。
また、ダイオ−ド26を介してインバ−タ回路10の駆動回路13の電源電圧を力率改善駆動回路6の電源電圧として供給することにより、力率改善回路3が正常に動作する。これによりダイオ−ドブリッジ2から出力される全波整流波形の電圧では力率改善駆動回路6の電源電圧の波形のリップルが大きくなるのことを防ぐ効果がある。
【0031】
ここで、放電灯16のフィラメント16a、16bのどちらかが寿命末期で切れていた場合は、直流バイアス電流の減少により電流検出回路7のスイッチング素子23のゲート電圧が低下し、スイッチング素子23がオフし、スイッチング素子33がオン、スイッチング素子30もオンとなる。ここで、抵抗29,31,32が力率改善駆動回路6の正常に動作する電圧の1/10程度になるように設定すると力率改善駆動回路6が動作を停止し、インバ−タ回路10の直流電源電流圧の供給が停止される。それとともに、インバ−タ回路10の駆動回路13の電源電流の供給も停止することでインバ−タ回路10の出力電圧が下降し、力率改善回路3のスイッチング素子5とインバ−タ回路10のスイッチング素子11、スイッチング素子12を保護することができる。バイアス電流用の抵抗14の値は通常数百kΩで実現可能であるため、インバータ回路10の出力電圧が下降すると放電灯16に印加される高周波電圧も急速に下降し、放電灯の交換時の電撃を防止することができる。
【0032】
また、放電灯16が正常にソケットに挿入されていない場合も、前述したフィラメント16a、16bが切れていた場合と同様に動作し、力率改善回路3のスイッチング素子5とインバ−タ回路10のスイッチング素子11、スイッチング素子12を保護することができ、放電灯の交換時の電撃も防止することができる。
また、電源スイッチSW1がオンされて常時商用交流電源1から交流電圧がこの放電灯点灯装置に供給されている場合には、放電灯16を正常なものに交換することにより、正常な放電灯16をソケットに挿入した状態で電源を投入されたものと同じ手順で放電灯点灯装置が動作し、放電灯16が高周波点灯される。
【0033】
《実施例2》
次に、本発明の実施例2の放電灯点灯装置について、図2を参照しつつ説明する。図2は、実施例2の放電灯点灯装置のインバ−タ回路と放電灯と電流検出回路の部分の回路図である。
【0034】
この実施例2の放電灯点灯装置は、インバ−タ回路10から出力される高周波出力電圧の負荷として放電灯を2灯とした場合のものである。したがって、実施例1のものと同一部分は同一参照符号を付して重複する説明は省略する。
図2において、実施例2の放電灯点灯装置は、実施例1の放電灯点灯装置の第1の放電灯16に第2の放電灯39とその関連回路部品とを新たに追加したものである。
この第2の放電灯39のバイアス電流検出回路は、チョ−クコイル36、抵抗37,42,43、共振コンデンンサ38、コンデンンサ41,44、ダイオ−ド40、スイッチング素子45により実施例1と同様に構成されている。
【0035】
本実施例2の放電灯点灯装置においては、第1の放電灯16のバイアス電流検出回路のスイッチング素子23と、第2の放電灯39のバイアス電流検出回路のスイッチング素子45との論理和された検出信号をスイッチング素子33のドレインより取り出して実施例1のスイッチング素子30のゲート端子に出力することができる。
したがって、実施例1の放電灯点灯装置と同様に2つの放電灯16,39のいずれの放電灯においてもフィラメント切れやソケットへの挿入異常があった場合にはスイッチング素子33をオンとすることができる。その結果、インバ−タ回路10のスイッチング素子11,12および力率改善回路3のスイッチング素子5を保護することができ、また放電灯交換時の電撃を防止することができる。
【0036】
【発明の効果】
上述した実施例で詳細に説明したように、本発明の放電灯点灯装置は下記の効果を有している。
すなわち、放電灯の寿命末期のフィラメント切れ、および放電灯が正常にソケットに挿入されているかどうかを検出し、検出結果に異常があれば直流バイアス電流の検出以外の動作を停止させる。したがって、放電灯装置のスイッチング素子に加わるストレスを除去して放電灯点灯装置を保護するとともに、放電灯の交換時の電撃を防止することができる。
その結果、放電灯点灯装置の信頼性を高めるとともに、高所での作業となる放電灯の交換作業の安全性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の放電灯点灯装置のブロック図である。
【図2】本発明の実施例2の2灯式の放電灯点灯装置のブロック図である。
【図3】従来の放電灯点灯装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 商用交流電源
2 ダイオ−ドブリッジ
2a プラス側出力端子
3 力率改善回路
4 チョ−クトランス
4a 主巻線
4b 補助電源巻線
4c 接地側端子
5 スイッチング素子
6 力率改善駆動回路
6a 抵抗
7 電流検出回路
8 ダイオ−ド
9 平滑コンデンサ
11、12 スイッチング素子
13 駆動回路
14 抵抗
15 チョークコイル
16 放電灯
16a、16b フィラメント
17 共振コンデンサ
18 抵抗
19 直流カットコンデンサ
20、21 抵抗
22 コンデンサ
23 スイッチング素子
24 平滑コンデンサ
25、26 ダイオ−ド
27 共振コンデンサ
28、29、31、32、34 抵抗
30、33 スイッチング素子
35 ダイオ−ド
36 チョークコイル
37 抵抗
38 共振コンデンサ
39 放電灯
40 ダイオ−ド
41 直流カットコンデンサ
42、43 抵抗
44 コンデンサ
45 スイッチング素子
SW1 電源スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a series resonance lighting type discharge lamp lighting device using a high-frequency inverter circuit, and more particularly, to a discharge lamp having a detection circuit for detecting whether a filament breaks at the end of the life of the discharge lamp and whether the discharge lamp is normally inserted. The present invention relates to a lighting device.
[0002]
[Prior art]
As an example of a discharge lamp lighting device using a conventional high-frequency inverter circuit, a discharge lamp lighting device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-86399 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing an inverter circuit portion for lighting two discharge lamps of a conventional discharge lamp lighting device.
[0003]
In FIG. 3, a DC voltage DC obtained by full-wave rectification of a commercial AC current using a rectification smoothing circuit (for example, bridge rectification) (not shown) is input to the
In the
This high-frequency voltage is applied to two
[0004]
After lighting, the tube current flowing through both
The
[0005]
In the series resonance lighting type ceiling discharge lamp lighting device using the high-frequency inverter circuit as described above, a plurality of discharge lamps are usually used for one lighting device. In addition, since a plurality of lighting devices are turned on and off by a main power switch (not shown) and are often installed in high places, they can be replaced quickly even if the life of one discharge lamp is reached. Absent.
Further, the discharge lamp has a state in which the electron emitting material (emitter) applied to the filament on one side is eliminated (hereinafter referred to as a single emitter-less state), and an electron emitting material applied to the filament on both sides ( The state where the emitters are lost (hereinafter referred to as both emitter-less states), and finally the filament itself becomes an electron emitting substance (emitter) and the filament itself breaks, and the end-stage symptoms are gradually reached.
[0006]
In such a discharge lamp, a high resonance voltage during lighting is applied to the filament of the discharge lamp constantly or periodically at each stage until the filament breaks. Filament heating has been a problem.
Further, in such a discharge lamp lighting device that lights a plurality of discharge lamps, when one or two discharge lamps are inoperative, there is a case where the discharge lamp is to be replaced without properly turning off the power switch. is there. At this time, since normal multiple lamps are not energized, there is a risk that if they accidentally touch the electrodes or sockets of a discharge lamp that has just been removed, they will be shocked by high-frequency and high-voltage currents, falling from the ladder and causing serious injury.
In order to prevent such a risk, in a discharge lamp lighting device having a plurality of discharge lamps, an improvement in safety is provided such that a detection circuit at the end of the life of the discharge lamp is provided and the operation of the inverter circuit is stopped at the detection output. Was requested.
[0007]
Therefore, a prior example of the operation stop device shown in FIG. 3 has been devised. In this apparatus, a DC power supply voltage is applied to the
[0008]
As described above, in the conventional discharge lamp lighting device, a DC bias current is supplied only to the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conduction state of the
[0010]
Further, in response to the reduction of harmonic interference and power saving for commercial AC power sources that have been demanded in recent years, there is a tendency to use a power factor correction circuit by a chopping operation with a choke transformer and a switching element. Such a power factor correction circuit is a DC power source for a high-frequency inverter circuit that boosts a commercial AC current after rectification and converts the output of a high-voltage DC power source smoothed by a smoothing capacitor to a high frequency.
Therefore, even if the oscillation of the inverter circuit is stopped when the filament breaks at the end of the life of the discharge lamp or the discharge lamp is not inserted normally, a high-voltage DC voltage is supplied to the inverter circuit. .
[0011]
As a result, when a large number of discharge lamp lighting devices for ceiling lighting are opened and closed with one power switch, even if the discharge lamp of one discharge lamp lighting device is at the end of its life, the illumination of other discharge lamps It is used without turning off the power switch when necessary. Therefore, when the discharge lamp is broken at the end of its life and the load on the output of the power factor correction circuit is almost gone, the operation of the power factor correction circuit becomes unstable, and stress is applied to the switching element of the power factor correction circuit. Therefore, there was a problem that the discharge lamp lighting device was damaged.
[0012]
An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device in which a discharge lamp with a broken filament is inserted or a discharge lamp is not inserted, and the device can be protected by reducing the stress of a switching element. It is providing the discharge lamp lighting device which can prevent the electric shock which a handler receives at the time of replacement | exchange.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a discharge lamp lighting device according to a first aspect of the present invention includes a rectifier circuit that rectifies a commercial alternating current ,
A choke transformer, a first switching element, a first drive circuit for switching and driving the first switching element, and a smoothing unit for boosting and smoothing the output from the rectifier circuit; Boost chopper circuit that generates power supply,
It is composed of a half-bridge inverter that converts the output of the DC power source formed by the boost chopper circuit into a high-frequency, high-voltage AC current, and the second switching element and the third switching element are switched on and off alternately. An inverter circuit having a second drive circuit for driving;
One of the poles of the discharge lamp has a series resonant circuit in which a choke coil and a resonant capacitor are connected in series, and one of the discharge lamps connected to the output terminal of the inverter circuit serving as a DC power source and the choke coil A first resistor that is connected between the polar filaments and that causes a DC bias current for conduction detection to flow through the two-polar filament of the discharge lamp; and a second resistor that is connected in parallel to the resonant capacitor; A direct current bias circuit for supplying a direct current bias current to each filament of the discharge lamp, and
A current detection circuit that detects and outputs a value of a current flowing through the DC bias circuit, and
When the current value output from the current detection circuit becomes a predetermined value or less, the supply voltage to the first drive circuit of the boost chopper circuit is reduced, and the switching drive of the first switching element is stopped. Thus, the boosting operation is stopped, the supply voltage of the inverter circuit to the second drive circuit is reduced, and the output voltage of the inverter circuit is lowered.
[0014]
According to the discharge lamp lighting device of the present invention, it is possible to detect the filament breakage of both electrodes of the discharge lamp, and it is possible to prevent electric shock when the discharge lamp is replaced. Even in a system in which a large number of discharge lamp lighting devices are opened and closed with a single power switch, stress on the switching elements of the discharge lamp device when a filament breakage discharge lamp is inserted or when a discharge lamp is not inserted is applied. Can be reduced. Furthermore, it is possible to provide a discharge lamp lighting device that does not require a commercial AC power supply to be turned on again even when the lamp is replaced with a normal discharge lamp and re-lighted.
[0015]
In a discharge lamp lighting device according to a second aspect of the present invention , the current detection circuit according to the first aspect includes an output terminal of the inverter circuit connected to the output terminal of the discharge lamp via the first resistor and the choke coil. Connected to the power supply side of the filament of one pole, connected to the ground side via a DC cut capacitor to the power supply side of the filament of the other pole, and the resonant capacitor between the non-power supply sides of the filaments of both poles of the discharge lamp A diode may be connected in parallel to the DC cut capacitor, a cathode of the diode may be connected to a discharge lamp side terminal of the DC cut capacitor, and an anode of the diode may be connected to a ground side terminal.
[0016]
According to this configuration, even when the discharge lamp enters the one-emitterless state at the end of the life, the current detection circuit that detects the DC bias current value operates stably. As a result, it is possible to detect whether the discharge lamp is normally inserted into the socket and to detect the filament break at the end of the life of the discharge lamp.
[0017]
A discharge lamp lighting device according to a third aspect of the present invention is a discharge lamp lighting device for lighting a plurality of discharge lamps according to the first or second aspect in parallel by one discharge lamp lighting device,
The discharge lamp lighting device includes the DC bias circuit and the current detection circuit for each discharge lamp, and when the current value output from the current detection circuit in each discharge lamp becomes a predetermined value or less, the boost chopper circuit The supply voltage to the first drive circuit is reduced, the switching drive of the first switching element is stopped, the boosting operation is stopped, and the supply voltage to the second drive circuit of the inverter circuit May be reduced so that the output voltage of the inverter circuit decreases. According to this configuration, the output voltage of the inverter circuit decreases when any one of the plurality of discharge lamps reaches the end of life state. As a result, when replacing the discharge lamp, no high-frequency high-frequency voltage is applied to the discharge lamp, thus preventing electric shock.
[0018]
The discharge lamp lighting device of the fourth aspect of the present invention rectifies the output current of said choke transformer auxiliary power winding of the step-up chopper circuit in the first to third aspect of the, first of the inverter circuit You may comprise so that it may supply to 2 drive circuits . According to this configuration, when the value of the DC bias current detected by the current detection circuit becomes equal to or less than a predetermined value, the operation of the first drive circuit of the chopper circuit is stopped, so that the second of the inverter circuit is simultaneously performed . The power supply of the driving circuit can also be stopped. As a result, when the discharge lamp is replaced, a high-frequency high-frequency voltage is not applied to the discharge lamp, and electric shock to the handler can be prevented.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a discharge lamp lighting device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0022]
Example 1
1 is a block diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, an alternating current output from a commercial alternating current power source 1 is rectified by a rectifier circuit 2 comprising a diode bridge connected via a power switch SW1, and boosted by a power factor improving circuit 3 comprising a boost chopper circuit. It is converted into a predetermined high-voltage direct current.
In the power factor correction circuit 3, one end of the main winding 4a of the choke transformer 4 is connected to the plus
[0023]
This switching
An inverter circuit 10 composed of a half bridge inverter is connected to both ends of the smoothing capacitor 9 to which the output terminal of the power factor correction circuit 3 is connected.
The two
[0024]
Further, a resonance capacitor 17 and a
[0025]
The plus-
On the other hand, a
[0026]
Also, one end of the auxiliary power winding 4b and the current detection winding 4c of the choke transformer 4 is connected to the ground side, while the other end of the auxiliary power winding 4b of the choke transformer 4 is connected to the
On the other hand, the other end of the current detection winding 4c of the choke transformer 4 is connected to the power factor correction drive circuit 6 through a resistor 6a.
[0027]
In the discharge lamp lighting device according to the first embodiment configured as described above, the operation when the
When the power switch SW1 is turned on, the power factor correction circuit 3 is not operating, so that the switching
[0028]
As a result, the output current of the diode bridge 2 is supplied to the power factor correction drive circuit 6 via the
When the switching
[0029]
As described above, when the power factor correction circuit 3 operates normally, the
When the
[0030]
However, when the
Further, the power factor correction circuit 3 operates normally by supplying the power supply voltage of the
[0031]
Here, when one of the
[0032]
Further, when the
Further, when the power switch SW1 is turned on and an AC voltage is constantly supplied from the commercial AC power supply 1 to the discharge lamp lighting device, the
[0033]
Example 2
Next, a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram of an inverter circuit, a discharge lamp, and a current detection circuit portion of the discharge lamp lighting device according to the second embodiment.
[0034]
The discharge lamp lighting device according to the second embodiment is a case where two discharge lamps are used as loads of a high-frequency output voltage output from the inverter circuit 10. Therefore, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
In FIG. 2, the discharge lamp lighting device of the second embodiment is obtained by newly adding a
The bias current detection circuit of the
[0035]
In the discharge lamp lighting device of the second embodiment, the logical sum of the switching
Therefore, similarly to the discharge lamp lighting device of the first embodiment, in any of the two
[0036]
【The invention's effect】
As described in detail in the above-described embodiments, the discharge lamp lighting device of the present invention has the following effects.
That is, the filament break at the end of the life of the discharge lamp and whether or not the discharge lamp is normally inserted into the socket are detected. If the detection result is abnormal, the operation other than the detection of the DC bias current is stopped. Therefore, it is possible to protect the discharge lamp lighting device by removing stress applied to the switching element of the discharge lamp device, and to prevent electric shock when the discharge lamp is replaced.
As a result, the reliability of the discharge lamp lighting device can be improved, and the safety of the replacement work of the discharge lamp, which is a work at a high place, can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a two-lamp type discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a conventional discharge lamp lighting device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial AC power supply 2
Claims (4)
チョークトランスと、第1のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子をスイッチング駆動する第1の駆動回路と、平滑手段とを有して、前記整流回路からの出力を昇圧して平滑し、直流電源を生成する昇圧チョパ回路、
前記昇圧チョパ回路により形成された直流電源の出力を高周波の高電圧の交流電流に変換するハーフブリッジインバータで構成され、第2のスイッチング素子と第3のスイッチング素子とを交互にオンオフとなるようスイッチング駆動する第2の駆動回路を有するインバータ回路、
放電灯の一方の極のフィラメントとチョークコイルと共振コンデンサが直列に接続された直列共振回路を有し、直流電源となる前記インバータ回路の出力端子と前記チョークコイルが接続された放電灯の一方の極のフィラメントとの間に接続され、放電灯の2極のフィラメントに導通検出用の直流バイアス電流を流すための第1の抵抗と、前記共振コンデンサに並列に接続された第2の抵抗と、により前記放電灯の両極の各フィラメントに直流バイアス電流を流す直流バイアス回路、及び
前記直流バイアス回路に流れる電流の値を検出して出力する電流検出回路と、を有し、
前記電流検出回路の出力した電流値が所定値以下になった時に、前記昇圧チョパ回路の前記第1の駆動回路への供給電圧が低減されて、前記第1のスイッチング素子のスイッチング駆動が停止されて昇圧動作を停止し、且つ前記インバータ回路の前記第2の駆動回路への供給電圧が低減されて、前記インバ−タ回路の出力電圧が下降するよう構成された放電灯点灯装置。 Rectifier circuit for rectifying commercial AC current ,
A choke transformer, a first switching element, a first drive circuit for switching and driving the first switching element, and a smoothing unit for boosting and smoothing the output from the rectifier circuit; Boost chopper circuit that generates power supply,
It is composed of a half-bridge inverter that converts the output of the DC power source formed by the boost chopper circuit into a high-frequency, high-voltage AC current, and the second switching element and the third switching element are switched on and off alternately. An inverter circuit having a second drive circuit for driving;
One of the poles of the discharge lamp has a series resonant circuit in which a choke coil and a resonant capacitor are connected in series, and one of the discharge lamps connected to the output terminal of the inverter circuit serving as a DC power source and the choke coil A first resistor that is connected between the polar filaments and that causes a DC bias current for conduction detection to flow through the two-polar filament of the discharge lamp; and a second resistor that is connected in parallel to the resonant capacitor; A direct current bias circuit for supplying a direct current bias current to each filament of the discharge lamp, and
A current detection circuit that detects and outputs a value of a current flowing through the DC bias circuit, and
When the current value output from the current detection circuit becomes a predetermined value or less, the supply voltage to the first drive circuit of the boost chopper circuit is reduced, and the switching drive of the first switching element is stopped. The discharge lamp lighting device is configured to stop the boosting operation and reduce the supply voltage to the second drive circuit of the inverter circuit so that the output voltage of the inverter circuit decreases .
放電灯点灯装置は、それぞれの放電灯に対する前記直流バイアス回路及び前記電流検出回路を備え、それぞれの放電灯において前記電流検出回路の出力する電流値が所定値以下になった時に、前記昇圧チョパ回路の前記第1の駆動回路への供給電圧が低減されて、前記第1のスイッチング素子のスイッチング駆動を停止されて昇圧動作が停止し、且つ前記インバータ回路の前記第2の駆動回路への供給電圧が低減されて、前記インバ−タ回路の出力電圧が下降するよう構成された請求項1又は2に記載の放電灯点灯装置。A discharge lamp lighting device for lighting a plurality of discharge lamps in parallel by one discharge lamp lighting device,
The discharge lamp lighting device includes the DC bias circuit and the current detection circuit for each discharge lamp, and when the current value output from the current detection circuit in each discharge lamp becomes a predetermined value or less, the boost chopper circuit The supply voltage to the first drive circuit is reduced, the switching drive of the first switching element is stopped, the boosting operation is stopped, and the supply voltage to the second drive circuit of the inverter circuit 3. The discharge lamp lighting device according to claim 1 , wherein the output voltage of the inverter circuit is decreased so that the output voltage of the inverter circuit decreases .
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